重思“四大发明”：驯化水稻、陶瓷、丝绸更伟大

说到中国的“四大发明”，大家都会想起“活字印刷、指南针、黑火药和造纸术”。所谓这“几大发明”首先由英国哲学家弗兰西斯·培根（Francis Bacon，1561一1626年）提出，他在其《新工具》一书中指出：“印刷术、火药、指南针这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了：第一种是在学术方面，第二种是在战事方面，第三种是在航行方面。”来华传教士、汉学家艾约瑟（Joseph Edkins，1823年－1905年）在上述三大发明中又加入了造纸术，成为“四大发明”。后来李约瑟（Joseph Needham，1900年－1995年）对这“四大发明”出自中国作出了考证和肯定，从此它们就成为中国古代科学技术的明珠，既在世界上扬名，也被国人愉快地接受。

最为人熟知的中国古代“四大发明”

“四大发明”真是中国最伟大的发明吗？

目前的证据表明这“四大发明”的确出自中国，然而，这真是中国最伟大的发明吗？不一定！因为无论是培根，还是艾约瑟、李约瑟，都是以西方中心的视角来阐述和定位一项技术的重要性，他们自然对那些在近代西方发展上起过比较重要作用的技术格外青睐。然而，如果从中国和人类历史的角度来看，则未必如此。

活字印刷由北宋毕昇发明，但这项技术在中国的应用很有限。中国在隋朝（约公元600年）发明了木刻版印刷，后来又进步为铜刻版印刷，这个体系在宋朝已经很成熟、使用起来也较方便。活字印刷虽然从理念上来说是革命性的，但发明后产品细节上有很多问题，例如早期活字都是陶胚做的，字体大、容易坏，排版也很费事，使用成本并不比刻版印刷低。更重要的是，中国自秦朝以来形成了文字能惹祸的传统，知识分子乱说话有掉脑袋的风险，因此印刷品的内容主要是官方批准的书籍、地方志、族谱、宗教典籍、古代经典，以及个别文人骚客风花雪月的诗集等，市场很稳定。直到清朝，中国常用的仍然是刻版印刷。而在欧洲，15世纪德国人古滕堡（Johannes Gutenberg，1400年～1468年）基于活字印刷的思路发明了印刷机，同时宗教革命也在欧洲大地蓬勃兴起，于是革命思想和信息传播就这么干柴烈火般燎原起来了。印刷技术生逢其时，成为推波助澜的工具。

中国人很早就喜欢玩磁，有人考证战国时代河北磁山的人就发现磁石有指南的特性。从目前的证据看，利用磁的指南特性而发明的最早产品是风水罗盘——大约在870年左右由杨公发明。之后，罗盘成为风水师的法宝，在堪舆风水时用来立极定向。使用航海罗盘的最早记录是在12世纪初的北宋末期，元朝时西传，此具大放异彩是在15世纪欧洲人全球大航海开始之后，为欧洲人开疆辟土、称霸全球立下汗马功劳。由于中国不热衷海上探索、甚至闭关锁国，航海罗盘的用处并不大，而风水罗盘至今仍然是很多民间风水师的“饭碗”。

黑火药发明应该和道士炼丹有关。黑火药的一个关键成分是硝，最早的制硝方法由东晋道士葛洪(公元284～364年)记录在《抱朴子·内篇》中。他的另一部著作《肘后方》也很有名，是中国第一位获诺贝尔科学奖的科学家屠呦呦提取青蒿素治疟疾的灵感来源。据宋朝的《武经总要》记载，黑火药的发明是在唐宪宗时代（约公元800年），早期主要用来做烟花炮竹，直到宋朝才用于制作火炮等武器。在元朝和蒙古帝国时代，黑火药由蒙古人和阿拉伯人西传，后来欧洲人改进火药配方，发明新的枪炮，由此进入现代武器时代。19世纪欧洲人乘战舰铁甲携威力强大的枪炮反攻东亚，黑火药的祖国惨败。

造纸术的确是一项伟大的发明，对中国和全人类莫不如此。目前发现最早的西安灞桥纸和甘肃悬泉置纸，都是西汉汉武帝时期（100BC之前）制造的，比东汉蔡伦的纸早两百多年。从技术上来说，西汉造纸术采用浇纸法，而蔡伦采用的是比较先进的抄纸法，蔡侯纸质量更好。可见蔡伦并非造纸术的原始发明者，只是一位该技术的改进者和传播者。在早期，纸只是作为竹简和绢帛的替代品用来写文书，直到木刻印刷术于隋朝（约公元600年）发明之后，其价值才更为重要。可以说，纸的发明推动和引导了印刷术的发展，也是现代信息社会不可逾越的前置条件，因为无论是中国竹简、还是古埃及莎草纸、古印度芭蕉叶纸和欧洲羊皮纸，都不可能与后来突飞猛进的印刷术相匹配而进入现代社会。因此，造纸术作为中国的“四大发明”之一当之无愧。

西汉灞桥纸（作者2015年10月摄于陕西博物院）

陶瓷、驯化水稻和丝绸对人类的贡献居功至伟

那么除了造纸术之外，其他能够列入“四大发明”的科学发明应该是什么呢？我认为，是陶瓷、驯化水稻和丝绸。这三项发明不仅古老悠远，它们对人类的贡献更是居功至伟。下面来说说它们的故事。

在英文里，陶瓷就是China（中国），China也是陶瓷。目前最早陶器是在江西万年县一个叫“仙人洞”的天然洞穴里发现的，距今约2万年。有趣的是，江西仙人洞距现代瓷都景德镇只有70公里，可见陶瓷传统在这里源远流长。然而这件早期陶器似乎为孤品，并未触发当地陶器的持续产生，也未造成陶器传播。人们广泛制作和使用陶器是一万多年之后的事了。可见两万年前住在仙人洞里的人已经具备了创造制作原始土陶的能力，周边的地理环境也有合适制陶的黏土，未能持续制陶很可能是因为当时仍处旧石器时代晚期，农耕还没有开始，靠采集坚果、水果和狩猎生活的人们对陶器的需求还没有形成。

陶器在中国土地上大批出现大约是新石器中期，约距今7千来年前，那时水稻和粟都已经被驯化种植并逐渐传播了，很多区域的人们已进入农耕社会，有稳定的居家生活，陶器变得很有用。

参观中国博物馆可以看见一条清晰的陶瓷从原始到精美的进化路径。原始青瓷出现于西周，到东汉晚期（约公元200年），青瓷品质显著提高，白瓷首先出现于隋朝（约公元600年），各种上釉技术也一直在改进，让陶瓷变得五彩缤纷。烧制瓷器所需温度比陶器高很多，对窑的要求也很高，还有对原材料（瓷土）和制作工艺也有更高要求，因此中国历史上与陶瓷产业相关的一系列工具和工艺有很多创新，形成一个庞大的产业和完整的产业创新链，直到清朝中晚期仍然领先世界其他地区，而且远销国外。

一般人往往不把物种驯化当成“发明”，其实物种驯化无论是从发明的定义来看，还是从其对人类的贡献来讲都是伟大发明创新。最新的考古和基因研究发现，水稻驯化大约在距今一万三千年前就开始了，于距今8千多年前完成驯化。最早驯化水稻的地区是中国珠江流域中部，这些驯化水稻品种向北传播到长江流域、黄河流域、后来也传到中国东北地区；向南传播到越南、泰国、印尼等东南亚地区；向西南传播到印度等地，最后传遍全世界，并逐渐与各地的野生稻种发生杂交。可以想象，在这几千年的驯化过程中有太多先辈有意无意地参与了驯化水稻的活动，不会只是一个叫“神农”的人发明了这一切。

这样费时几千年、旷日持久的“革命”自然不会让身处其境的人感觉轰轰烈烈，所谓“农业革命”其实是后人贴的标签，因为其结果对人类的生存和发展影响巨大，可以说无驯化水稻便无中华民族，当然整个世界的人口也不可能达到今天规模。据联合国食品和农业组织统计，目前世界上有超过一半人食用水稻，水稻提供的食品热量在各主食中占第二位，第一是玉米，第三是小麦。从技术上来说，水稻种植比种旱地植物要麻烦很多，于是农民们不得不发明了不断改良的农耕工具，一整套耕种方法和体系随着建立起来，例如水田、浇灌系统等等。可以说，中国以致整个亚洲，社会结构和文化以及人文价值观无不打上了水稻生产的烙印。

中国云南的水稻梯田。这是农民们祖祖辈辈改造自然的杰作，以及为后代积累下来的巨大财富。

丝绸是我个人的最爱。最早的丝绸出现在江浙一带，大约在距今约五千年前良渚文化时期就开始其发明历程了。丝绸的制作从养蚕到缫丝、然后纺线织布上色、最后做成各式各样衣物的过程很是费事。与陶瓷一样，中国自古就建立了一个庞大的丝绸产业，为此发明了一系列工具、机器、工艺和艺术从而造出美轮美奂、享誉世界的丝绸品，成为中国与世界交流的美丽使者。虽然丝绸自古就是一种奢侈品而非必须之物，一般都是非富即贵者才能享受，但它是如此美妙复杂，得到中国人和全人类的喜爱。

这是我心中的古代中国“四大发明”：驯化水稻、陶瓷、丝绸和造纸术。这些发明让人类祖祖辈辈繁衍增长，过得更舒适，活得美丽动人，并引导人类进入现代信息时代。你何不也忘记他人看重的几大发明，试着从中国的悠远历史中捞出自己心仪的“四大发明”呢？

（作者系清华大学技术创新研究中心兼职教授）

参考文献：

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2.    Xiaohong Wu, Chi Zhang, Paul Goldberg, David Cohen, Yan Pan, Trina Arpin, Ofer Bar-Yosef. "Early Pottery at 20,000 Years Ago in Xianrendong Cave, China,";Science, 2012.

3.    Martin K. Jones, Xinyi Liu. Origins of Agriculture in East Asia. Science. 8 May 2009: Vol. 324 no. 5928 pp. 730-731.

4.    Molina, J.; Sikora, M.; Garud, N.; Flowers, J. M.; Rubinstein, S.; Reynolds, A.; Huang, P.; Jackson, S.; Schaal, B. A.; Bustamante, C. D.; Boyko, A. R.; Purugganan, M. D. (2011). "Molecular evidence for a single evolutionary origin of domesticated rice". Proceedings of the National Academy of Sciences 108(20): 8351.

5.    Huang, Xuehui; Kurata, Nori; Wei, Xinghua; Wang, Zi-Xuan; Wang, Ahong; Zhao, Qiang; Zhao, Yan; Liu, Kunyan; et al. (2012). "A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice". Nature 490 (7421): 497–501.

6.    "Food and Agricultural commodities production / Commodities by regions". Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2012.