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        宋代是中國封建社會文化發(fā)展最輝煌燦爛的時(shí)期。劉乃昌教授稱“宋代是中國文化發(fā)展史上一座高聳的峰巒”。宋學(xué)專家鄧廣銘也說，“宋代的文化，在中國封建社會歷史時(shí)期之內(nèi)，截至明清之際的西學(xué)東漸的時(shí)期為止，可以說，已經(jīng)達(dá)到了登峰造極的高度”。

        宋代文化不僅在中國歷史上有著不可替代的地位，從10世紀(jì)后期到13世紀(jì)中葉，在世界上同樣居于領(lǐng)先地位。尤其在科技方面，以火藥、指南針和印刷術(shù)為代表的高度發(fā)展，不僅促進(jìn)了中國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且推動了整個(gè)世界的文明進(jìn)程。馬克思曾經(jīng)高度評價(jià)說：“火藥、指南針、印刷術(shù)——這是預(yù)告資產(chǎn)階級社會到來的三大發(fā)明�；鹚幇羊T士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場并建立了殖民地，而印刷術(shù)則變成新教的工具，總的來說變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成對精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)大的杠桿。”

        《宋代科技成就》一書編審、開封市科學(xué)技術(shù)局副局長劉偉認(rèn)為，宋文化是開封獨(dú)有的文化資源，科技文化是其中最為重要的組成部分。宋代是一個(gè)星河燦爛的年代，中國古代的四大發(fā)明終于在這一時(shí)期匯聚，標(biāo)志著宋代的科技成就達(dá)到了巔峰。從那時(shí)起，人類有了科學(xué)復(fù)興的有力手段，精神創(chuàng)造獲得了巨大的推動力。除了古代的四大發(fā)明有了新的實(shí)際運(yùn)用外，宋代科技還在天文、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、冶金采礦、船舶制造、建筑建材等多個(gè)方面具有超前創(chuàng)新的成就，為推動世界文明發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。

        火藥、火器和兵器

        火藥是我國古代四大發(fā)明之一。從冷兵器到火藥、火器的發(fā)展是一個(gè)飛躍性的進(jìn)步，也標(biāo)志著宋代科技發(fā)展的水平。

        火藥在我國起源很早。據(jù)記載，唐憲宗元和三年（公元808年），金華洞道士清虛子所記的“伏火磯法”即是火藥配方的雛形。宋初路振的《九國志》記載，唐哀帝時(shí)，鄭王番率軍攻打豫章，“發(fā)機(jī)飛火”，燒毀該城龍沙門，這可能是有關(guān)用火藥攻城的最早記載。不過，第一次完整刊載火藥配方及制造工藝的書籍，是宋仁宗時(shí)由曾公亮、丁度等主編的《武經(jīng)總要》，該書介紹了3個(gè)火藥配方，以不同的輔料達(dá)到易燃、易爆、放毒和制造煙幕等不同目的�！段浣�(jīng)總要》記載的3個(gè)配方，是世界上最早公布的最完整的火藥配方。而且，這3個(gè)配方經(jīng)過當(dāng)時(shí)軍事人員的反復(fù)試驗(yàn)后，由北宋政府軍事機(jī)關(guān)進(jìn)行了鑒定驗(yàn)收。之后，火藥制造成為軍事手工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，進(jìn)而制造出了世界上最早的一批軍用火器，如普通火箭、火藥鞭箭等，這在中國乃至世界火器發(fā)展史和軍事技術(shù)上是劃時(shí)代的進(jìn)步。

        隨著火藥性能的不斷改良和火器研發(fā)，北宋末年，不少新式火器應(yīng)運(yùn)而生，其中最為突出的是火炮和火槍的制造和應(yīng)用，在宋神宗時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了神臂弓火箭、火藥火炮箭、火彈等。據(jù)記載，北宋靖康元年（公元1126年），金兵圍攻汴京，宋軍以火炮、火箭進(jìn)行抵抗，最終發(fā)射霹靂炮退敵；南宋紹興三十一年（公元1161年），金軍欲渡長江，宋軍發(fā)射霹靂炮，威力頗大。一些軍事重鎮(zhèn)如江陵府、建康府都設(shè)有火器制作坊，而建康府在兩年里制造了3.8萬余件火器。

        另外，《武經(jīng)總要》還有很多關(guān)于兵器制造的記錄，且圖文并茂，充分展示了宋代兵器制造技術(shù)的成果。

        指南針和航海技術(shù)

        指南針是我國歷史上偉大的發(fā)明之一，也是我國對世界文明發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。兩宋時(shí)期，指南針廣泛應(yīng)用于航海領(lǐng)域，促使航海技術(shù)發(fā)生了巨大變革，造船技術(shù)更趨發(fā)達(dá)。這一科技的廣泛應(yīng)用，不僅對當(dāng)時(shí)中國的經(jīng)濟(jì)、外交起到了劃時(shí)代的作用，而且對世界航海業(yè)的發(fā)展和新大陸的發(fā)現(xiàn)都有深遠(yuǎn)影響。

        指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北極性而制成的一種指向儀器，中國是世界上公認(rèn)發(fā)明指南針的國家。據(jù)《古礦錄》記載，指南針最早出現(xiàn)于戰(zhàn)國時(shí)期的河北磁山一帶，是我國勞動人民在長期實(shí)踐中對物體磁性認(rèn)識的結(jié)果。人們接觸磁鐵礦并首先發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵的性質(zhì)，后來又發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性，經(jīng)過多方面的實(shí)驗(yàn)和研究，最終發(fā)明了實(shí)用的指南針。指南針在不同的歷史發(fā)展時(shí)期，有著不同的形體和名稱，因此又被稱為司南、指南魚、指南針和磁羅盤等。據(jù)記載，戰(zhàn)國時(shí)期的《韓非子》中便有對司南的記載：“先王立司南以端朝夕。”到了東漢，王充在《論衡》中記述了司南的具體形制：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”到了宋代，漢族勞動人民掌握了制造人工磁體的技術(shù)，進(jìn)而制造了指南魚。據(jù)《武經(jīng)總要》記載，指南魚是“用薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚型，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止，以密器收之。用時(shí)，置水碗于無風(fēng)處平放，魚在水面，令浮，其首常向午也”。用人工磁化方法制作的指南魚比司南易于使用，只要有一碗水，把指南魚放在水面上就能辨別方向。這種使用方法比歐洲早了400多年。

        經(jīng)過長期改進(jìn)，人們又把鋼針在天然磁體上摩擦，使鋼針具有磁性，這種經(jīng)過人工傳磁的鋼針可以說是正式的指南針。沈括在《夢溪筆談》中提到他對指南針的用法做過4種試驗(yàn)，即水浮法、縷懸法、指甲旋定法和碗唇旋定法。水浮法是把指南針放在有水的碗里，使它浮在水面上指示方向。縷懸法就是在指南針中部涂一些蠟，上面黏一根絲線，把絲線懸在木架上，指南針下安放一個(gè)標(biāo)有方位的圓盤，靜止時(shí)指南針指示南北。指甲旋定法就是把指南針放在指甲面上，輕輕轉(zhuǎn)動，由于指甲光滑，指南針就和司南一樣發(fā)生指南作用。碗唇旋定法是把指南針放在光滑的碗邊上，轉(zhuǎn)動指南針便有指南作用。這些記載說明，最遲在11世紀(jì)，指南針便是一種常用的定向儀器，并有多種裝置方法。

        后來，指南針廣泛應(yīng)用于航海。宋代朱撰寫的《萍洲可談》記載北宋元至崇寧年間的航�；顒訒r(shí)說：“舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，隱晦則觀指南針。”這是目前所見明確記載指南針用于航海的最早記錄。

        在航海技術(shù)的進(jìn)步和海外貿(mào)易興盛的推動下，兩宋時(shí)期的造船技術(shù)有了很大發(fā)展。指南針和造船技術(shù)的發(fā)展推動了航海技術(shù)的大發(fā)展。據(jù)記載，兩宋時(shí)期，中國與高麗、日本、東南亞、南亞、西亞、東非、北非各國進(jìn)行了大規(guī)模的貿(mào)易。據(jù)《嶺外代答》《諸蕃志》等書記載，當(dāng)時(shí)和南宋通商的有50多個(gè)國家和地區(qū)，宋商泛海外出10余個(gè)國家進(jìn)行貿(mào)易。在進(jìn)行海外貿(mào)易的同時(shí)，中國海船還起到了溝通、傳播和融合中國與阿拉伯、印度等古代文明的交流作用，意義重大。

        雕版印刷術(shù)和活字印刷術(shù)

        宋代是我國雕版印刷術(shù)發(fā)展的鼎盛時(shí)期。兩宋時(shí)期的書籍，在數(shù)量、字體、版印、用紙、規(guī)模、發(fā)行等方面都達(dá)到了歷史最高水平。同時(shí)，宋代又發(fā)明了活字印刷術(shù)，這是印刷史上的重大革命，為我國古代四大發(fā)明之一，被譽(yù)為世界文明之母。

        雕版印刷術(shù)起源很早，但是具體時(shí)間尚無定論。據(jù)沈括等人記述，唐末、五代時(shí)，雕版印刷術(shù)似乎尚未普及，直到后唐馮道雕印《五經(jīng)》時(shí)，雕版印刷術(shù)才興盛起來。宋開寶四年（公元971年），宋太祖派人前往益州主持雕刻大藏經(jīng)版（雕刻佛教經(jīng)典總集），簡稱《開寶藏》。自開寶四年至太平興國八年（公元983年），歷時(shí)12年，刻成13萬版，收經(jīng)1078部、5047卷，以后又陸續(xù)刻版加入�？梢�，到了宋代，尤其是北宋仁宗時(shí)期，雕版印刷術(shù)已經(jīng)風(fēng)靡全國，走向鼎盛。

        到了雕版印刷術(shù)非常發(fā)達(dá)的北宋慶歷年間，印刷術(shù)出現(xiàn)了突破性的發(fā)展——畢發(fā)明了膠泥活字，創(chuàng)造了世界上最早的活字印刷術(shù)。據(jù)沈括記載，畢用膠泥刻字制成活字模，每字一印，用火燒硬。先預(yù)備好一塊鐵板，鐵板上面放著松香、蠟、紙灰等，鐵板四周圍著一個(gè)鐵框，在鐵框內(nèi)密密麻麻地?cái)[滿字印，擺滿一個(gè)鐵框?yàn)橐话澹�拿到火上加熱，再用平板把字壓平。為提高效率則使用兩塊鐵板，一塊印刷，另一塊排字，第一塊板印完，第二塊板又準(zhǔn)備好了，這樣交替使用，印得很快。這段記載，把膠泥活字的制作、排版、印刷、拆版等細(xì)節(jié)都進(jìn)行了介紹，并說明了長處和缺點(diǎn)。這是迄今為止對畢發(fā)明膠泥活字印刷術(shù)的唯一完整記述。

        1965年，浙江省溫州市郊的北宋白象塔清理出北宋的《佛說無量壽經(jīng)》殘葉，根據(jù)印刷特征分析，此為“早期活字印刷術(shù)的實(shí)物見證”。1991年秋，寧夏回族自治區(qū)賀蘭縣拜寺溝方塔廢墟發(fā)現(xiàn)西夏文佛經(jīng)，其中不僅有單子倒排等活字印刷特征，而且據(jù)考證還有木活字印刷的痕跡，這可能是我國也是世界上現(xiàn)存最早的木活字印刷品。由此可見，南宋時(shí)期西涼地區(qū)已有活字印刷實(shí)物存在。

        綜上所述，我國雕版印刷術(shù)的興盛比歐洲早700年以上，活字印刷術(shù)比德國谷登堡用鉛合金活字排印《四十二行圣經(jīng)》早400多年。

        由于歷史積累、社會普遍重視文化教育和開明的文化政策引導(dǎo)等因素，宋代除了最具代表性的三大發(fā)明外，還在天文歷法、數(shù)學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)學(xué)、建筑技術(shù)、制瓷、紡織技術(shù)等方面取得了很高的成就。宋代科技的發(fā)展，對于提高人們認(rèn)識自然、改造自然的能力起到了積極的作用。同時(shí)，科技的發(fā)展又促進(jìn)了哲學(xué)理論和學(xué)術(shù)思想的發(fā)展，并為之奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

        開封是北宋的都城，是當(dāng)時(shí)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和科技中心，也是當(dāng)時(shí)世界上最繁華的大都市，在中華文明和世界文明史上留下了輝煌的一頁。當(dāng)今的開封，作為中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心區(qū)和三化協(xié)調(diào)發(fā)展先導(dǎo)區(qū)、華夏文明傳承的創(chuàng)新示范區(qū)，正在快速崛起的道路上譜寫新篇章。