为什么感觉四大发明很空洞？

提起中国古代科技，很多人第一反应便是四大发明。可不少人读完史料后，反而会生出一种空洞感：一些被列入四大发明的技术，或是本土并未充分普及，或是域外也有独立发展；而一大批曾大幅提升古代生产力、领先世界数百年的机械、冶金、农业与造船技术，却长期鲜为人知。

因为古代中国的技术高峰根本就没包含在四大发明里。

1

纺织机械

举个例子，这是中国古代的纺织机械：

汉代斜织机复原图

汉代画像石所绘的织机影像

这东西叫作斜织机，又称踏板织机，是中国古代精密机械的杰出创造之一，被发明于公元前 5 世纪的战国时期，普及于公元前 2 世纪的西汉时期。

同时期欧洲处于古希腊到古罗马的交接时期，他们的纺织“机械”长这样：

古希腊时期的重锤织机 又称竖直织机 此后一直沿用至中世纪晚期

为什么说斜织机是古代中国的杰出机械呢？

第一，它的结构确实精密，由经轴、卷轴、综片、踏板及机架等多个结构组成，一个人手脚并用便可完成独立操作，十分简便。自其问世以后，纺织效率比传统腰机高了足足 20 倍，比手工纺织效率高了足足 60 倍。

第二，欧洲直到公元 15 世纪，才普及脚踏纺车和类似的脚踏织机（1480. Das Mittelaterliche Hausbuch），到了 17 世纪，主流技术依然还停留在单锭纺车。

另外，这项发明甚至可能也是由中国传入欧洲：

The earliest European pictorial record of the horizontal frame loom with a treadle dates from the 13th century, when it appears in a highly developed form, almost certainly introduced from the East.

——摘自 Britannica（大英百科全书）

翻译：“欧洲最早关于带踏板的卧式框架织机的图像记录可追溯到 13 世纪，彼时它已高度发达，几乎可以肯定其来自东方。”

但四大发明里提到过这些吗？

甚至于四大发明之外，都很少有人提及古代中国在纺织机械方面极为先进的技术成就。

手摇纺车，中国普及于公元 2 世纪的东汉时期，欧洲直至公元 14 世纪才普及（1338. Luttrell Psalter），对纺车的最早记载直到公元 13 世纪才在德国出现（1280. Drapers Guild）

脚踏纺车，中国普及于 4 世纪的两晋时期，而欧洲则到 15 世纪才出现类似机械（1480. Das Mittelaterliche Hausbuch）

复锭纺车，中国出现于 14 世纪的宋元时期，而直到18 世纪，英国人才发明出原理相似但效率更高的珍妮机。

顺便对比一下中世纪盛期（10-13 世纪）时中欧两个地区使用的主流纺织机械

这是北宋画作中的织机：

出自宋画《蚕织图》

这是北宋画作中的纺车：

出自宋画《纺车图》

然后，这是中世纪欧洲画作中的水平织机（Horizontal loom），大约在公元 11 世纪由地中海向北传播：

这是中世纪欧洲较为普及的纺线工具：

出自《技术史》第Ⅱ卷 地中海文明与中世纪

从新石器时代到 13 世纪以前的上千年内，欧洲妇女的主要纺线方式，都是通过一种长杆，将纤维缠绕其上。这种工具被称作纺线杆（distaff），操作相当费时费力。

而这是公元前 2 世纪的西汉就已出现的手摇纺车：

这台机械上部的装有一个卷纬机，能将纱线卷入纬管，又能通过传送带将纺锤与纺轮连接起来，从而使纺锤高速运转。其效率可达到欧洲手工纺纱杆的十多倍。

到了公元 10 世纪左右，中国也出现了类似欧洲竖织机的产物，以元明时期出现的“立机子”为例，中国版本的结构长这样：

而同时期欧洲版本的结构还停留在这样：

2

冶铁

这其实就能看出所谓“四大发明”的水分有多大，指南针在阿拉伯也有独立发明，且与宋代罗盘相差只有一两百年，结果这玩意入选了四大发明。真正差距巨大的发明世人反而闻所未闻。

再举几个最核心的例子：冶炼

人们都知道，块炼铁起源于米坦尼 - 赫梯，创造了世界上最早的人工铁器。但是却很少有人知道：

中国最早的块炼铁实物，出土于甘肃的磨沟寺洼遗址，距今 3400 年左右，证实中国成为世界第二个独立发明块炼铁技术的国家。

往后的中国，更是在锻冶技术上一骑绝尘：

公元前 8 世纪，春秋时期，我国成为最早发明生铁冶铸技术（曲村 - 天马遗址）的文明；

公元前 5 世纪，中国先后发明白心可锻铸铁（湖北，铜绿山遗址）和黑心可锻铸铁（洛阳灰坑遗址）

公元前 3 世纪，中国成为最早普及高炉技术（河南，古荥冶铁遗址）的文明，代表 1200℃以上的液态金属冶炼开始普遍。

公元前 3 世纪，中国发明炒钢法（河南，铁生沟遗址），即搅拌脱碳法。实现生铁→钢的间接冶炼，标志着两步炼钢法的开端。

公元 2 世纪，中国发明灌钢法（綦母怀文灌钢法），促使中国成为全球最早普及钢铁器具的文明。

公元 15 世纪，中国灌钢法效率和质量达到巅峰，进而衍生生铁浇淋法，又名苏钢法，成为工业时代以前炼钢效率最高的方法。

而在中国人接连发明生铁—钢铁乃至以后的一千年内，欧洲人一直在使用公元前 16-13 世纪就已出现的块炼铁技术，连液态铁水都难以冶炼。包括被欧洲人推崇备至的罗马帝国也是如此。

高炉技术，于欧洲直到 12 世纪才在瑞典首次出现（1150，Osmund）、14 世纪才在西欧地区出现。由于时间节点的缘故，瑞典高炉也被怀疑为蒙古西征时期传入。

生铁冶铸技术，欧洲 14 世纪才掌握（1340，Namur，Blasofen），15 世纪才普及（1450，Architettura）；

可锻铸铁技术，直到 18 世纪（1722，R.A.F.de. Réaumur）才在法国地区出现；

普德林法（类似炒钢法）在 18 世纪才在英国首次出现（puddling process）；

甚至于由灌钢法分支出来的苏钢法，至今还在一些小型钢铁加工领域有所运用。

哪怕是其他关于冶炼的配套技术，大部分也是由古代中国最先研发。

能源方面，我国在公元前的西汉时期就已开始使用煤炭冶炼（铁生沟遗址），此后又在公元 13 世纪的宋元时期发明了焦炭技术（新会冶铁遗址）

这两项燃料技术，煤炭在欧洲的首次成规模运用，要等到公元 9 世纪的英国，焦炭则得等到公元 18 世纪（1709，Abraham Darby I）

而在鼓风机械方面，中国亦是大有成就。公元 2 世纪的东汉时期，杜诗发明机械水排，是世界上首台应用于冶炼的水力鼓风机。

卧轮式水排复原模型

运用类似鼓风机械的汉代冶铁作坊

而欧洲运用类似机械的记载，要等到公元 13 世纪（1249，Oberharzer Wasserregal），直到公元 16 世纪才得以将其推广（1588，Ramelli，Diverse and artificial machines）

而在公元 12 世纪，我国首次开始应用活塞式鼓风机（榆林窟壁画），属立柜式双动风箱，用活塞实现连续的排气鼓风，其结构与蒸汽机的气缸颇为相似。

而在欧洲，金属冶炼仍然长期以水力鼓风为主，直到 18 世纪后期，活塞风箱才得以运用（1762，John Smeaton）

宋代活塞鼓风机结构复原图

但所谓“四大发明”中提到过这些吗？

光是一个高炉技术，对人类的影响就是空前绝后，让金属加工不再局限于低温块炼铁，也让中国成为了全球最早发明钢的文明，但大部分人对这项科技都是闻所未闻的状态

生铁、熟铁、可锻铸铁、钢铁、焦炭、鼓风机，每一个都是足以入选四大发明的锻冶技术，可这些技术的起源谁又具体听说过？

甚至于四大发明本身，最早都是欧洲人拿来自吹自擂的“三大发明”（黑火药、古登堡印刷术、指南针），后续被英国汉学家李约瑟拿了去，缝缝补补传入了近代中国，又被后人奉为圭臬。

这问题底下还有借题发挥，抨击古代中国没有科技的……只能说，你们开心就好。

上述所说的各类成果，对欧洲的影响程度至今还是未知数。所以有人就顺理成章地表示，所谓“四大发明”指的是对欧洲乃至全人类影响最大的四大发明，所以它是合理的……

3

人痘接种术

嘿，还真别说，古代中国的其他发明里还真就能挑出三四个影响超过现有“四大发明”的技术

比如经常被黑成碳的本土医学，虽然对外影响有限，但也不是完全没有。明清时期，我国医学就为世界贡献了首个有效防控天花的方法：人痘接种术

这项技术是现代种痘疫苗的直系祖先，与现代疫苗的培育原理几乎完全一致。其发明于明代中期，推广于明末清初。清代时的《种痘心法》有言：

“种痘者八九千人，其莫救者二三十耳”

也就是说，这项技术在古代中国的成功率可达 99.6%以上，可见当时的人痘接种之成熟

1688 年，俄罗斯率先派遣医生来华学习人痘术。至 1717 年，英国驻土耳其公使夫人玛丽·蒙塔古将该技术引入欧洲，并于 1796 年启发了更为成熟的“牛痘接种术”（Edward Jenner）

在人痘接种术传入欧洲的数十年内，正因这项技术，当地因天花而死亡的人数大幅下降。其在陆路也通过丝绸之路向西传播，最远直达小亚细亚地区。

这项技术成熟于 1570 年左右的明代中期，较 1796 年的牛痘接种术早了二百余年，无论是从先进性还是影响性上，都足以在四大发明中占据一席之地。

反观四大发明中的活字印刷术，在本土一直都没能取代雕版印刷术，也并不适用于大规模印刷，直至明中晚期，各种小说话本的井喷出现，才将活字印刷的规模堪堪提升。

4

农业

还有一个颇为核心的例子：农业

不知为何，大部分帖子提及科技史时，都会下意识省略与农业生产有关的技术，似乎让人吃饱饭是一个无关紧要的事情。

很多人对古代农业的印象，还停留在人力堆积、拽耙扶犁的阶段。但实际上，无论是播种、砻谷还是灌溉，相比其他国家，古代中国在这些方面已经处于高度“机械化”的程度。

例如发明于公元 3 世纪的龙骨水车，是世界上最早使用链传动原理的机械，被用于农业灌溉：

龙骨水车的本体

龙骨水车的驱动装置

而上述的水力机械，在古代中国也被尽可能达到最大化运用。例如宋元时期出现的“水轮三事”，就能利用水力同时驱动三种机械运转。

“水轮三事”运转动图

英国著名技术史专家白馥兰（Francesca Bray）就曾指出：

“18 世纪欧洲农业技术改革的关键因素是引进或发展了曲面铁犁、种子条播机和中耕机。而这以前中国北方是把这三者结合使用的唯一地区。”

上述的这些发明，大多在我国公元 7 世纪时就已广泛运用，也就是说，古代中国早在中世纪初期，就完成了欧洲 18 世纪才完成的农业革命。

例如上文所说的条播机，在我国称之为“耧”，发明于公元前 2 世纪的西汉时期，是世界上最早的多管条播机。

耧车结构示意图

耧车由畜力驱动前进，能同时完成开沟、播种、覆土三项工作，且能“一播三行”，几乎不需要人力参与。

而同时期、哪怕是十个世纪以后的欧洲，播种依然完全依赖人力，效率连耧车的 10%都达不到，仍停留在单管条播机的阶段。直到 18 世纪初，荷兰人才发明类似的多管条播机（1701，Jethro Tull Drill）

但也有一种说法称，多管条播机是由荷兰人借鉴中国设计引入本土，这个是否属实，就无从考证了。

公元 6-7 世纪的唐代初期，我国发明曲辕犁，在力学上将牵引点下移，在辕头安装了可以自由转动的犁盘，使其灵活性大大增强。

而同时期的欧洲铁犁，或是笨重难调，或是难以深耕。直到 17 世纪，荷兰人才从东方带去了曲辕犁（Rotherham ploughs），继而引发了欧洲的农业革命。

哪怕到了 18 世纪，曲辕犁依然还主导着欧美的农业生产，直到该世纪末，欧洲才出现了更好的犁具设计（1784，James Small）

这几项发明为中古时代的中国带来了极大的生产优势，例如 9 世纪法国里尔附近的西索安庄园（810，Cysoing），按庄园的财产清单记载显示，当时这一地区的小麦收成比例，只有 1：3 左右，甚至更低

到了 12 世纪中叶，克吕尼修道院的调查员走访了 6 个庄园，其中也包括这一地区。据其记载，此时的小麦收获比例堪堪达到了 1：4

而同时期的中国，作物的播种与收成比例有多少呢？

而同时期的中国，正处于两宋时期。根据《宋史·食货志》、《陈旉农书》等书籍记载，宋代的一亩旱地，大约需要 1 斗左右（6.4 公斤）的小麦种子，而其粮食收获量平均约为 1 石左右（52.9 公斤），丰年则能达到 1.5 石。

综合计算下来，宋代小麦的种收比，足足能够达到 1：8-1：12，是中世纪西欧的三倍以上！

即便再往前溯源，哪怕是公元前广泛种植粟米的西汉时期，一亩地大约需要 1 斗（约 3 公斤）左右的粟种，而每亩出产的粮食大约在1.5 石（汉书·食货志）到 2 石之间（尹湾汉简），约合现代 45—60 公斤。

也就是说，汉代粟米的播种收获比，也能达到将近 1：15 的超高水准。

中国的精细耕作制，与欧洲的休闲耕作制，效率几乎是天差地别，甚至于古代中国在战国时期创造的垄耕法，至今仍在被中美等农业大国广泛使用。

然而，上述的任意一项发明，除曲辕犁在中学历史教科书中曾有出现以外，其余所有的技术创造，很多人压根就没听说过。

现在上网搜什么“古代中国十大发明”之类，有以奢侈品著称的丝绸、有以经久耐用著称的瓷器，可那些真正大幅提升生产力的发明创造，却压根没有上榜。

这种完全偏离正道的宣传，很容易给人造成一种“古代中国没有出现过先进科技”的错觉，无论是对外还是对内，都极其不利于我国的文化宣传。

哪怕是上古时期，我国都能创造全球最早的烧结砖（蓝田新街遗址）、全球最早的陶瓦（芦山峁遗址），后世更是出现了大量领先他国数百年的科技。

“四大发明”的概念已经被其他人批评过很多次，仅比阿拉伯人和欧洲人早了一两百年且很晚才用于航海的罗盘、连本土都从未普及的活字印刷术都能上榜，诸如高炉、耧车这种超前千年的科技，反而无人问津。

5

船舶制造

随手写的帖子竟然这么多人看，那就再往下续上一段吧。

众所周知，网络上素来喜欢将欧洲各大文明笼统归为“海洋文明”，将中国贬为“陆地文明”。这种分类方式极易给人造成一种错觉，误认为船舶、航海一类的技术长期都是由欧洲人主导。

但实际上，被认作“海洋文明”的欧洲，在文艺复兴以前的船舶制造领域，并不比古代中国先进多少。

就以船舵（艉柱舵）为例，此物最早见于公元前 2 世纪的西汉时期（罗泊湾汉墓），是我国在造船领域的一项重要发明。后在 11 世纪的北宋时期发展出开孔舵，更加节省了转舵所需的力量。

而同时期的欧洲，无论是腓尼基人、希腊人还是罗马人，愣是没有一个能发明船尾舵的。而有关这项科技的图像，在欧洲直至 12-13 世纪才在浮雕上出现（1242，Elbing seal）甚至还有可能是维京人的杰作。

至于开孔舵的运用，欧洲则要更晚一些，直到 1901 年，这项技术才传入欧洲，直接解决了鱼雷艇高速航行时舵效失灵的问题，这项技术至今还在沿用，被视为中国古代航海技术对世界的重大贡献之一。

此前网络上屡有一种风气，先将中国认定为陆地文明，再以中国没能像欧洲一样广泛运用四轮马车为例，将古代中国大肆贬低一番。

首先，欧洲之所以能普及四轮马车，是因为欧洲从第聂伯河到布列塔尼，沿途几乎都是连亘的平原，无论是经济重心还是农业重心，大多都位于这片地方。

其次，中国的内河水系极为发达，加之修长的海岸线，因此古代中国更加注重水路运输，而非陆路运输。这也因此催生了古代中国在造船领域的各类超前科技。

例如广泛运用于我国唐宋时期的水密隔舱，具体原理为大量修建水密舱壁，采用榫接、艌缝等技术严密结合，将船体区分成许多个船舱，使各舱室互不相通。当船舶遭遇意外使船舱部分破损进水时，其他尚未破损的水密隔舱依旧能提供浮力，大幅减缓下沉的风险或速度。

同时期的欧洲因船型问题，便并未采用和发展出这类设计。这就导致欧洲船只的底舱一旦有所破损，哪怕只有一处，也会有导致整艘船只沉没水中的风险。

公元 1795 年，英国工程师本瑟姆（Samuel Bentham）借助其曾到访中国的考察经验，为英国海军设计并且制造了六艘新型的船只。他在自己所写的论文中说道：

（新型船只）“有增加强度的隔板，它们可以保护船只，免得进水而沉没，正像现在中国人做的一样。”

而这种水密舱室结构，至今仍在中外的游轮、货轮、潜艇等船只内部有所运用。此外，船舱分区也有利于货物分类存放，便于装卸和管理。其仍在现代船舶设计中占有十分重要的地位。

再如船帆一项，中国就与欧洲走上了完全不同的道路。

而中式帆船在两汉时期，就已经学会了加装帆骨，并演变出成熟的平衡纵帆，可以灵活地应对各种风向，甚至能够在极端条件下逆风航行。

而欧洲船只大多使用软帆，与中国的“硬帆”相对。这种帆对风向的要求十分苛刻，导致后世的欧洲人只能通过大量的组合风帆来缓解这种问题。

正因为帆的数量有所增加，其对应的操作水手也必须增加。结果在很长一段时间内，欧洲帆船所需的水手，就比中国帆船所需的水手多出了好几名。

如果按照上述说法，欧洲人也没造出适于抵抗风浪的平衡纵帆，也没造出能够防止漏水沉船的水密隔舱，难道这就能说明欧洲的造船技术乃至其他科技都很落后？

此外，我们常说的“轮船”，最初也是由中国发明。

明轮船，又称车船，于公元 8 世纪得以运用，以人力脚踏轮轴驱动，采用双侧轮桨替代传统手划桨，通过明轮激水实现推进，为船舶动力技术的重要发明之一。欧洲直至 15 世纪才出现类似船型（1472，Robertus Valturius）并最终演变为蒸汽轮船。

舭龙骨（Bilge keel，与普通龙骨不同），于公元 10 世纪的北宋时期发明（宁波古船）用以加强耐波性和稳定性，在设计合理的情况下，能够极大的降低横摇和纵摇。

在欧洲，这种设计要到 19 世纪初才得以运用，至今仍然最常用于潮汐水域和小型渔船，使船只在低潮时搁浅时能够保持稳定。

古代中国在造船领域的成就，虽然不比生产方面，但其中很多设计却沿用至今，与诸多农业技术一起，仍在现代发挥着些许价值。绝对不是某些人口中的“对现代文明毫无贡献”。但由于我国宣传口存在的一些客观问题，这些科技始终不为人知，属实是一大憾事。

来源：知乎日报