最早的“指南針” 戰國時代，我國人民利用磁鐵造成了壹種指示方向的工具，叫“司南”。“司南”就是指南的意思。
司南的形狀和現在的指南針完全不同。它是根據我國古代的勺子的形狀制成的，很象我們現在用的湯匙。
司南是怎樣制成的呢？古書上缺少詳細的記載，又沒有實物留下來，所以我們沒有辦法知道它的準確形狀。根據專家們的研究，司南大約是把整塊的天然磁鐵，輕輕地琢磨成勺子的形狀，並且把它的S極琢磨成長柄，使重心落在圓而光滑的底部正中。
司南做好以後，還得做壹個光滑的底盤。使用的時候，先把底盤放平，再把司南放在底盤的中間，用手撥動它的柄，使它轉動。等到司南停下來，它的長柄就指向南方，勺子的口則指向北方。
司南的底盤是用青銅做的，有的是個塗漆的木盤，青銅和漆器都比較光滑，磨擦的阻力比較小，司南轉動起來很靈活。這種底盤內圓外方，四周還刻有表示方位的格線和文字。現在的出土文物中，就有這樣的銅盤和塗漆的木盤；還有東漢時候的壹幅石刻，刻著壹個小勺子放在壹個小方臺上，有人認為這就是司南。
司南是世界上最早的“指南針”。戰國時候，有人去采玉，怕在荒山中迷路，就帶上司南。
司南必須放在光滑的底盤上旋轉，底盤還必須放平，否則就會影響它指南的作用，甚至會使它從底盤上滑下來。因此，人們發明司南以後，又繼續不斷地研
究改進指南的工具。
指南魚 公元九六零年，宋太祖建立宋朝，結束了五代十國時期的封建割據局面。北宋時候，農業、手工業和商業都有了新的發展。在這個基礎上，我國的科學技術獲得了輝煌的成就。宋朝時候，我國在指南針的制造方面，跟造紙法和印刷術壹樣，也有很大的發展。
大約在北宋初年，我國又創制了壹種指南工具——指南魚。
當時有壹部有名的軍事著作，叫《武經總要》，其中說：行軍的時候，如果迂到陰天黑夜，無法辨明方向，就應當讓老馬在前面帶路，或者用指南車和指南魚辨別方向。《武經總要》這部書是在北宋仁宗慶歷四年（公元壹零四四年）以前寫成的。這就是說，在那個時候，我國已經有指南魚，並且把它應用到軍事方面去了。
指南魚用壹塊薄薄的鋼片做成，形狀很象壹條魚。它有兩寸長、五分寬，魚的肚皮部分凹下去壹些，使它象小船壹樣，可以浮在水面上。
鋼片做成的魚沒有磁性，所以沒有指南的作用。如果要它指南，還必須再用人工傳磁的辦法，使它變成磁鐵，具有磁性。
關於怎樣進行人工傳磁，《武經總要》沒有明白的記載，但是它指出，指南魚要用“密器收之”，也就是說，要拿壹個密封的合子藏起來。根據這壹點來看，當時的人工傳磁法大約是這樣的：把鋼片做的魚和天然磁鐵放在同壹個密封的 合子裏，使它們接觸，時間久了，鋼片做的魚就也會具有磁性，變成磁鐵。
原來，不管磁化或者沒有磁化的鋼鐵裏面，每壹個分子都是壹根“小磁鐵”。沒有磁化的鋼條，它的分子毫無次序地排列著，“小磁鐵”的磁性都互相抵消了。磁化了的鋼條，所有的“小磁鐵”都整整齊齊地排列著，同性的磁極朝著壹個方向，不用說，整個鋼條就具有磁性了。如果拿壹塊磁鐵，緊緊擦著壹根沒有磁化的鋼條，老是從這壹頭向另壹頭移動，那麽，由於磁鐵的吸力，普通鋼條中的分子也都順著壹個方向排列起來，這樣，就完成“傳磁”的工作了。《武經總要》上講到的“密器收之”，可能就是指這種人工傳磁方法。
我國人民發明用人造磁鐵做指南魚，這是壹個很大的進步。這說明我國人民在九百多年前就已具有相當豐富的磁鐵知識了。
使用指南魚，比使用司南要方便，它不需要再做壹個光滑的銅盤，只要有壹碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平，也不會影響指南的作用，因為碗裏的水面是平的。而且，由於液體的摩擦力比固體小，轉動起來比較靈活，所以它比司南更靈敏，更準確。
當時不但有鋼片做的指南魚，還有用木頭做的指南魚和指南龜。宋代《事林廣記》記載了用木頭做指南魚的方法：用壹塊木頭刻成魚的樣子，象手指那樣大，在魚嘴往裏挖壹個洞，拿壹條磁鐵放在裏面，使它的S級朝外，再用蠟封好口。另外用壹根針從魚口裏插進去，室南魚就做好了。把指南魚放到水面上，魚嘴裏的針就指向南方。
指南龜也是用木頭刻成的，放磁鐵的辦法和木頭指南魚壹樣，插在尾部。指南龜不放在水裏，人們在它的肚子下面挖壹個洞，把它裝在光滑的竹釘上面，使它便於自由轉動，它尾部的那根針，也會自動指向南方。
這種木頭指南魚和指南龜，很可能是壹些懂得方術的方士創造的，做成以後只是用來變戲法。所以《事林廣記》的作者，把它們當作《神仙幻術》了。
火藥的發明
中國古代四大發明之壹。古代煉丹家制藥時，逐漸發現硫黃(S)、 焰硝(KN□)和木炭(C)的混合物有燃燒和爆炸能力。唐末天□年間(904～906)，在戰爭中開始出現火藥箭,還出現“發機飛火”的記載,即用拋石機投擲火藥包，作燃燒性兵器。宋朝東京開封府(今河南開封)設廣備攻城作，其中有生產火藥的部門。《武經總要》壹書記載了火藥的三種配方,生產火藥已達相當規模。盡管生產技術嚴格保密，仍傳入遼朝，故從日本大量進口硫黃的同時，又嚴禁硫黃和焰硝向遼出口。宋神宗趙頊時，邊防軍中已大量配備火藥弓箭、火藥火炮箭等兵器。遼道宗時,也已在南京析津府(今北京)“日閱火炮”。南宋時，水軍也配備了霹靂炮、火炮、火箭等兵器，在建康府（今江蘇南京）、江陵府（今湖北江陵）等城市都設有火藥兵器制造業。早期火藥兵器威力有限，不可能取代冷兵器。但自南宋中期以後，火藥兵器在兵器中的比重顯著增大（見彩圖火箭(模型)將火藥筒縛在箭支的前部,利用火藥燃燒時產生的後推力帶動箭支前進,宋代軍隊配備的火藥武器之壹）。金朝火藥制造技術來源於遼,金軍攻宋之初,已使用火炮。此後，在宋、金、元之間的戰爭中，火藥的使用愈益頻繁。金末抗擊蒙古軍時，曾使用震天雷、飛火槍等火器。宋代出現了類似近代炮彈的鐵火炮，卻仍用拋石機投射；又發明了突火槍,以巨竹為筒,發射“子窠”,類似於後世槍炮，卻尚未使用金屬發射管。這是遼、宋、 金代火藥兵器進步的極限，卻已決定了後世火藥兵器的發展方向。總之,遼、宋、金代可算是人類使用火藥的奠基時期。到元、明又發現了銅鐵鑄造的管狀火器——銃和炮。
火槍 南宋時候，火藥的使用越來越普遍了，火器也得到了進壹步的發展。 為了防禦金兵的侵擾，南宋的軍事家們就不斷想法改進武器。南宋初，宋高宗紹興二年（公元壹壹三二年），有壹個叫陳規的軍事學家，發明了壹種管形火
器——火槍，這在火器史上是壹大進步。
這種火槍是用長竹桿做的，竹管裏裝滿火藥。打仗的時候，由兩個人拿著，點著了火，發射出去，用它燒敵人。
這是我國最早出現的管形火器。把火藥裝在竹管裏做成火槍，在火藥的應用上是個了不起的進步。用拋石機發射火藥，不容易準確地打中目標；有了管形火器，人們就可以比較準確地發射和適當地操 縱火藥的起爆了。
火槍發明以後，經過不斷的改進，到了南宋未年，又有人發明了突火槍。突火槍是用粗毛竹筒做成的，竹筒裏放有火藥，還放壹種叫“子窠”的東西。用火把火藥點著以後，起初發出火焰，接著“子窠”就射出去，並且發出象炮壹樣的聲音。
這種“子窠”，究竟是什麽東西呢？它很可能就是壹種最早的子彈，可惜古書上沒有說明。
火槍的作用只在燒人，突火槍卻能發出子窠打人，比火槍又前進了壹步。
火槍和突火槍，都是用竹管做的原始的管形火器，威力不大，但它們是近代槍炮的老祖宗。近代的槍炮，就是從它們慢慢發展來的。
造紙術的發明
東漢元興元年(105)，蔡倫在前人造紙術的基礎上，改革和推廣了造紙技術。新的造紙術使舊的不便書寫的麻紙變成了至今大致結構沒有改變的良紙工藝。
在蔡倫造紙術出現之前，在中國，商代用甲骨，西周用青銅器，春秋時用竹簡、木牘、縑帛作為記事材料。漢代，農業發達，經濟繁榮，國力強盛，文化事業蓬勃發展。笨重的竹簡和昂貴的縑帛已不能滿足人們的需求，尋求新的書寫材料已成為時勢所趨，造紙術就因此應運而生。
據20世紀中葉以來在新疆、陜西、甘肅等地出土的麻質古紙，專家確認為西漢麻紙的片狀纖維物，說明造紙術可能出現在蔡倫之前，而且可能與人們對紡織用麻的處理過程有關。但這些西漢麻質古紙上都沒有發現可以辨識的書寫文字，加上對化驗分析結果解釋不同，對西漢是否已出現了造紙術中術界尚有很大爭議。閃此《後漢書·蔡倫傳》對蔡倫發明造紙術的記載，是迄今為止有時間和人物的準確記載造紙術的最早記錄，廣為人們承認。
蔡倫(62～121)，字敬仲，桂陽(今湖南郴州)人，明帝永平十八年(75)入宮為宦。章帝章和元年(87)任尚方令，掌管宮廷手工作坊。和帝元興元年(105)發明造紙術。安帝元初元年(114)封龍亭侯。安帝建光元年(121)去世，葬在封地。
《後漢書·蔡倫傳》記載：蔡倫造紙之前，書寫記事的紙實際上是絲織物(縑帛)，蔡倫用樹皮、麻頭、破布、魚網，經過挫、搗、抄、烘等壹系列的工藝加工，制造植物纖維紙，壹種至今大致結構沒有改變的良紙，也是真正意義上的紙。105年，蔡倫向漢和帝獻紙，受到和帝贊譽。造紙術於是廣為天下所知，蔡倫造的紙被稱為“蔡侯紙”；105年則被普遍認為造紙術的發明年代。
蔡倫對造紙術的改革和推廣，使紙的使用在東漢後日漸多起來。從考古發掘出的東漢古紙看，已有不少帶有書寫字體，而且質量明顯提高。這些東漢古紙，或是詩抄，或是書信，或是書劄的殘部，都是東漢末年的產物，準確的應屬永初四年(110)前後。科學家對1974年甘肅武威旱灘坡的東漢晚期墓出土的留有字跡的古紙進行了細致的科學分析，發現古紙已具有壹定的強度和柔性，厚度與現代機制原稿紙相當，原料為大麻等麻類纖維，纖維交結細勻緊密，且有單面塗布加工，說明當時的造紙工序已相當精細，造紙技術已達到壹定水平。
東漢時紙的使用，有許多書稿文獻都有記載。如《後漢書·鄧皇後紀》中所說的貢紙和《後漢書·百官誌》中所說的宮廷內專管紙墨的少府守宮令和尚書令右丞，說明紙在宮廷內已廣為使用。而《後漢書·延篤列傳》所載的牘記紙和書寫紙及《北堂書抄》中所載的信紙，則說明壹般官吏和士人也有使用紙書寫的了。
造紙術的發明是中國古代最偉大的發明之壹，也是人類文明史上壹項最傑出的成就。紙的出現，是人類文明的基礎，它作為壹種新的信息載體在中國率先出現，使中國漢代的文明勃興超過了其它的文明。公元八世紀左右，阿拉伯人才開始用中國的技術和設備造紙。
紙的出現和推廣，使漢以後的文化生活出現了嶄新的面貌。紙的質量越來越好。漢中平二年(185)，山東造紙能手左伯(字子邑)造出“左伯紙”，史稱“子邑之紙，妍妙輝光”。公元2～5世紀，左伯紙、張芝筆和韋誕墨曾是文人墨士喜愛的文房用品。但縱觀漢代的書寫材料占主要地位的仍是簡牘和縑帛。直到晉以後，經濟發展，造紙術流傳到長江流域和江南壹帶，造紙材料豐富，才出現了較多較好的紙。晉代盛行的讀書、抄書和藏書之風都得益於紙的普及和推廣。抄經熱、藏書熱和因傳抄左思《三都賦》而出現的洛陽紙貴，都是紙普及後出現的前所未有的景觀。
印刷術的發明
自從有了紙以後，隨著經濟文化的發展，讀書的人多起來了，對書籍的需要量也大大增加了。
晉朝初年，官府有書二萬九千九百四十五卷。南北朝時候，梁元帝在江陵有書籍七萬多卷、隋朝嘉則殿中藏書有三十七萬卷，這是我國古代國家圖書館最高的藏書記錄。
除了官府藏書，私人藏書也越來越多。比如晉朝郭太，有書五千卷；張華搬家的時候，單是搬運書籍，就用了三十輛車子。
印刷術發明以前，只有官府和郭太、張華那樣的富人才能有這麽多的藏書，壹般人要得到壹兩本書也很不容易，因為那時的書都是手抄本。要抄這麽多的手抄本，得花費多少人力呀！這種情況如果不改變，怎麽能夠滿足社會上的需要呢？
歷史上常常有這樣的情況：壹項科學發明，只要社會上迫切需要它，同時又有產生它的物質條件，那麽，它就會很訣出現的。雕版印刷術的出現就是這樣。
在雕版印刷術出現以前，社會上已經廣泛應用印章和拓碑。
印章有陽文和陰文兩種，陽文刻的字是凸出來的，陰文刻的字是凹進去的。“如果使用陽文印章，印到紙上就是白底黑字，非常醒目。但是印章壹般比較小，印出來的字數畢竟有限。
刻碑壹般用陰文，拓出來的是黑底白字，不夠醒目。而且拓碑的過程比較復雜，用來印制書籍也不方便。但是，拓碑有壹個很大的好處，那就是石碑面積比較大，壹次可以拓印許多字。
如果截長補短，把拓碑和印章的各自特點結合起來呢？情況當然就不壹樣了。
我國勞動人民在拓碑和印章這兩種方法的啟發下，發明了雕版印刷術。
雕版印刷的方法是這樣的：把木材鋸成壹塊塊木板，把要印的字寫在薄紙上，反貼在木板上，再根據每個字的筆劃，用刀壹筆壹筆雕刻成陽文，使每個字的筆劃突出在板上。木板雕好以後，就可以印書了。印書的時候，先用壹把刷子蘸了墨，在雕好的板上刷壹下，接著，用自紙復在板上，另外拿壹把幹凈的刷子在紙背上輕輕刷壹下，把紙拿下來，壹頁書就印好了。壹頁壹頁印好以後，裝訂成冊，壹本書也就成功了。這種印刷方法，是在木板上雕好字再印的，所以大家稱它為“雕版印刷”。
我國的雕版印刷是在什麽時候發明的呢？對這個問題，歷史學家還沒有統壹的意見，但多數人認為是在唐朝時候發明的。
在隋末唐初，由於大規模的農民大起義，推動了社會生產的發展，文化事業也跟著繁榮起來，客觀上產生雕版印刷的迫切需要。
根據明朝時候邵經邦《弘簡錄》壹書的記載：唐太宗的皇後長孫氏收集封建社會中婦女典型人物的故 事。編寫了壹木叫《女則》的書。貞觀十年土長孫皇後死了，宮中有人把這本書送到唐太宗那裏。唐太宗看到之後，下令用雕版印刷把它印出來。
貞觀十年是公元六三六年。《女則》的印行年代可能就是這壹年，也可能稍後壹些。這是我國文獻資料中提到的最早的刻本。從這個資料來分析。可能當時民間已經開始用雕版印刷來印行書籍了，所以唐太宗才想到把《女則》印出來。雕版印刷發明的年代，壹定要比《女則》出版的年代更早。
到了九世紀的時候，我國用雕版印刷來印書已經相當普遍了。
唐朝時候，有個傑出的詩人叫白居易。他把自己寫的詩編成了壹部詩集——《白氏長慶集》長慶四年十二月十日（公元八二五年壹月二日），白居易的朋友元稹給《白氏長慶集》寫了壹篇序文，序文中說：當時人們白居易的詩“繕寫模勒”，在街上販賣，到處都是這樣。
從前人們把刻石稱為“模勒”，到了唐代，也就把雕版稱為”模勒“了。這裏的“模勒”兩字就是雕版印刷的意思。
《舊唐書》還有這樣壹條記載，大和九年（公元八三五年）十二月，唐文宗下令各地，不得私自雕版印刷歷書。這是怎麽壹回事呢？根據另外壹些古書的記載情況是這樣：當時劍南、兩川和淮南道的人民。都用雕版印刷歷書，在街上出賣。每年，管歷法的司天臺還沒有奏請頒發新歷，老百姓印的新歷卻已到處都是了。頒布歷法是封建帝王的特權，東川節度使馮宿為了維護朝廷的威信，就奏請禁止私人出版歷書。歷書關系到農業生產，農民非常需要，壹道命令怎麽禁得了呢？雖然唐文宗下了這道命令，民間刻印的歷書仍舊到處風行。就是在同壹個地區，民間印刷歷書的也不止壹家。
黃巢起義的時候，唐僖宗慌慌張張逃到了四川。皇帝也逃跑了，當然沒有人來管理禁印歷書的事了。因此，江東地方的人民就自己編印了歷書出賣。唐僖宗中和元年（公元八八壹年），有兩個人印的歷書，在月大月小上差了壹天，發生了爭執。壹個地方官知道了，就說：“大家都是同行做生意，相差壹天半天又有什麽關系呢？”歷書怎麽可以差壹天呢？那個地方官的說法真叫人笑掉了牙。這件事情卻告訴我們，單是江東地方，就起碼有兩家以上印刷歷書。
當時跟著唐僖宗逃到四川的柳毗在他的《家訓》的序裏也說，他在成都的書店裏看到好多關於陰陽、雜記、占夢等方面的書籍。這些書大多是雕版印刷的。可見當時成都的印刷業比較發達，不但印歷書，還印其他各種書籍了。
唐朝刻印的書籍，現在保存下來只有壹部鹹通九年刻印的《金剛經》。 鹹通九年是公元八六八年，離開現在已經壹千多年了。這壹千多年前的印刷品，是怎樣保存下來的呢？這裏還有壹段故事。
甘肅省墩煌東南有坐鳴沙山，早在晉朝的時候，有壹些佛教徒在這裏開了山洞，雕刻佛像，建築寺廟。山洞不斷增加，佛像也跟著增多，人們就把這裏稱為“千佛洞”。壹九零零年，有壹個王道士在修理洞窟的時候，無意中發現了壹個密閉的暗室，打開壹看，裏面堆滿了壹捆捆紙卷，其中有相當多的紙卷是唐代抄寫的書籍，還有壹卷是唐代刻印的《金剛經》。
這部《金剛經》長約壹丈六尺，高約壹尺，是由七個印張粘連而成的卷子。卷首有壹幅畫，上面畫著釋迦牟尼對他的弟子說法的神話故事，神態生動，後面是《金剛經》的全文。卷未有壹行文字，說明是鹹通九年刻印的。
這本書是世界上現存的最早的雕板印刷書籍。圖畫也是雕刻在壹塊整版上的，也許是世界上最早的版畫。
到了五代時候，有個封建官僚叫馮道。他在短短的五個朝代中做過四個朝代的大官，是個卑鄙無恥的家夥。他看到江蘇、四川等地人民販賣的印本書籍，各種各樣都有，單單沒有儒家經典，就在後唐長興三年向皇帝建議雕版印刷儒家經典。
當時***印九種經書，經歷了四個朝代，直到後周廣順三年，先後花了二十二年的時間，才全部刻成。
因為這次刻書影響比較大，後來竟有人認為印刷術是五代時候馮道發明的，這當然是錯誤的。
到了宋朝時侯，印刷業更加發達起來，全國各地到處都刻書。北宋初年，成都印《大藏經》，刻板十三萬塊；北宋政府的中央教育機構——國子監，印經史方面的書籍，刻板十多萬塊。從這兩個數字，可以看出當時印刷業規模之大。宋朝雕板印刷的書籍，現在知道的就有七百多種，而且字體整齊樸素，美觀大方，後來壹直為我國人民所診視。
宋朝的雕版印刷，壹般多用木板刻字，但也有人用銅板雕刻。上海博物館收藏有北宋“濟南劉家功夫針鋪”印刷廣告所用的銅版，可見當時也掌握了雕刻銅版的技術。
說起印制書籍，雕版印刷的確是壹個偉大的創造。壹種書，只雕壹回木板，就可以印很多部，比用手寫不知要快多少倍了。
可是用這種方法，印壹種書就得雕壹回木板，費的人工仍舊很多，無法迅速地、大量地印刷書籍，有些書字數很多，常常要雕好多年才能雕好，萬壹這部書印了壹次不再重印，那未，雕得好好的木板就完全沒用了。
有什麽辦法改進呢？
到了十壹世紀中葉（宋仁宗慶歷年間），我國有個發明家叫畢升，終於發明了壹種更進步的印刷方法——活字印刷術，把我國的印刷技術大大提高了壹步。
畢升用膠泥做成壹個壹個四方長柱體，壹面刻上單字，再用火燒硬，這就是壹個壹個的活字。印書的時候，先予備好壹塊鐵板，鐵板上面放上松香和蠟之類的東西，鐵板四周圍著壹個鐵框，在鐵框內密密地排滿活字，滿壹鐵框為壹版，再用火在鐵板底下烤，使松香和蠟等熔化。另外用壹塊平板在排好的活字上面壓壹壓，把字壓平，壹塊活字版就排好了。它同雕版壹樣，只要在字上塗墨，就可以印刷了。
為了提高效率，他準備了兩塊鐵板，組織兩個人同時工作，壹塊板印刷，另壹塊板排字；等第壹塊板印完，第二塊板已經準備好了。兩塊鐵板互相交替著用，印得很快。
畢升把每個單字都刻好幾個；常用字刻二十多個碰到沒有予備的冷僻生字，就臨時雕刻，用火壹燒就成了，非常方便。印過以後，把鐵板再放在火上燒熱，使松香和蠟等熔化，把活字拆下來，下壹次還能使用。
這就是最早發明的活字印刷術。這種膠泥活字，稱為泥活字，畢升發明的印書方法二和今天的比起來，雖然很原始，但是活字印刷術的三個主要步驟壹制造活字、排版和印刷，都已經具備。所以，畢升在印刷方面的貢獻是非常了不起的。北宋時期的著名科學家沈括在他所著的《夢溪筆談》裏，專門記載了畢升發明的活字印刷術。
畢升發明活字印刷以後，朝鮮人民又開始用泥活字等方法印書，後來又采用木活字印書。到了十三世紀，他們首先發明用銅活字印書。我國使用銅活字印書比朝鮮稍晚。朝鮮人民還創造了鉛活字、鐵活字等。
十六世紀末年，日本侵入朝鮮，把朝鮮的銅活字和木活字搶去不少。於是，日本人也學會了活字印刷術。
我國的印刷術還傳到了越南。十五世紀的時候，越南開始用雕版印刷術的方法印書。十八世紀初，他們也開始用木活字印書了。
歐洲印刷術的產生，也受了我國印刷術的深刻影響。
元朝時候，到中國來的歐洲人很多。他們看到元朝政府印的紙幣可以代替金銀使用，覺得非常新奇。在他們寫的遊記中，對於中國的紙幣記載得很詳細。
當時到中國來的歐洲人，很多住在杭州等地。杭州的書坊非常多，刻印工人的技巧也非常熟練。有的歐洲人在那裏住過好幾年，所以很自然地就把印刷術帶回歐洲去了。