从公元前一世纪到十五世纪，中国在自然研究的许多领域都处于世界领先地位，其中四大发明具有最大的全球意义。
造纸术、印刷术、火药、指南针——中国古代四大发明，是中华民族对世界文明的重大贡献。
中国古代四大发明——纸
中国是最早发明纸的国家。在它发明之前，古代人们把文字写在各种自然材料上——埃及人写在草秆上，美索不达米亚人写在土板上，印度人写在树叶上，欧洲人写在羊皮上，最奇怪的是，甚至刻在竹子上或早期中国人制作的木条、龟甲或牛肩胛骨。后来，中国古代人民受到缫丝工艺的启发，首先成功地用丝绸造出了一种叫做“帛”的纸。但由于材料稀缺，其生产成本非常昂贵。公元2世纪初，一位名叫蔡伦的宫廷官员用树皮、碎布、麦秆等材料生产了一种新型纸张。它相对便宜、轻、薄、耐用，更适合毛笔书写。 3世纪初，造纸工艺首先传至朝鲜，后传至日本。它在唐代传到阿拉伯世界，在12世纪传到欧洲。 16世纪，经欧洲传入美洲，后逐渐传至世界各地。
在纸张发明之前，中国历史上第一位皇帝秦始皇必须处理120多公斤写在竹条或木条上的官方文件。 1986年甘肃天水出土西汉纸质地图
中国古代四大发明——印刷术
唐代印制的佛经是世界上第一本有可考证印制日期的书籍。
在印刷术发明之前，知识的传播要么依靠口口相传，要么依靠手写的手稿。两者都需要时间并且容易出错。早在2000多年前的西汉时期（公元前206年——公元25年），碑刻就盛行于传播儒家经典或佛经。这导致了隋朝（581-618）在木板上雕刻文字或图画，涂上墨水，然后一页一页地印刷在纸上的做法。这被称为雕版印刷。第一本有可验证印刷日期的书籍于 868 年出现在中国，比欧洲出现的时间早近 600 年。唐代（618-907），这项技术逐渐传入朝鲜、日本、越南、菲律宾。然而雕版印刷也有其缺点。印刷完成后，所有的木板都变得毫无用处，雕刻中的一个错误可能会毁掉一整块木板。宋朝（960-1279）1041-1048 年，一位名叫毕升的人在相同的细粘土上雕刻了单独的字符，并通过缓慢的烘烤过程使其硬化，从而产生了活字印刷术。印刷完成后，将字体收起来以备将来使用。这项技术随后传播到韩国、日本、越南和欧洲。后来，德国人约翰·古腾堡于1440年至1448年发明了金属活字印刷术。
中国古代四大发明——火药 火药的发明也归功于中国古代。古代死灵法师在炼金术的实践中发现，如果某种矿石和燃料按正确的比例混合并加热，就会引起爆炸，从而导致了火药的发明。 1044年曾公亮编着的《军事技术要诀集》中记载了三种火药配方：硝石、硫磺和木炭的爆炸性混合物。李约瑟博士认为这些公式是此类公式中最早的。制粉方法于 12 世纪传入阿拉伯世界，并于 14 世纪传入欧洲。火药最初用于制造烟花，后来的应用彻底改变了世界各地的战争。古代死灵师将矿物和植物放在一起，希望能制造出某种长生不老的药物
飞火箭（唐代） 手榴弹宋代 铜炮元代
中国古代四大发明——指南针思南（战国时期）世界上最早的导航工具
指南针是不可或缺的导航工具，是古代中国的另一件重要礼物。在开采矿石和熔化铜和铁时，人们偶然发现了一种天然磁铁矿，它可以吸引铁并固定指向北方。经过不断改进圆形指南针应运而生。李约瑟博士引用了最早描述磁罗盘的书籍之一，即宋代沈括所著的《梦池随笔》（1086 年），这比 1190 年亚历山大·尼卡姆 (Alexander Neekam) 在欧洲的首次记录早了约 100 年。北宋时期（960-1127）的阿拉伯世界和欧洲。在它发明之前，航海家必须依靠太阳、月亮和北极星的位置来确定方位。指南针传播到欧洲，开辟了世界海洋旅行的大门，并导致了新大陆的发现。因此，难怪英国哲学家弗朗西斯·培根在其著作《新仪器》中指出，印刷术、火药和指南针的发明重塑了世界。用他的话说，他们对全人类的影响超过了任何帝国、任何宗教信仰、任何天体。
三个最早的指南针：
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