宋元时期的科学技术取得了突出的成就，中外交通也有了进一步的发展。 对世界文明发展具有重要推动作用的印刷术、火药、指南针是怎样发明与传播的？当时的中外交流情况又如何？
活字印刷术的发明
我国在隋唐时期发明了雕版印刷术， 促进了文化的发展。辽、宋、西夏、金时期，刻书很盛行， 雕版印刷技术进一步发展。但雕版印刷刻版费工费时， 而且刻好的版只能印制一种书籍。在多年探索的基础上， 宋代的印刷技术有了新的突破，这就是活字印刷术的问世。
活字印刷术是由北宋时的匠人
发明的。他用胶泥刻字，
然后用火烧制，使字模变硬。制版时，在一块四周有框的铁板上撒上松脂、石蜡和纸灰等，
将烧制好的字模在铁板上排成版，用火将铁板中的松脂熔化，将字版压平，
这样就可以印书了。印完之后，再将松脂熔化，泥字拆开，然后又可以再次排版。
此后，能工巧匠们又发明了木活字。
到了元代，著名的科学家王祯在《农书》中对木活字技术作了系统的总结并有所创新，
发明了转轮排字法。元朝中期，出现了铜活字印刷。
相关史事
沈括是北宋杰出的科学家，他写了《梦溪笔谈》一书， 内容涉及天文、地理、数学、化学、生理学以及科技诸多方面， 在我国科技史上占据重要的地位。沈括在这本书中记录了毕昇发明的活字印刷术， 并指出用这种技术印书，“若止印三二本，未为简易；若印数十百千本，则极为神速”。
活字印刷术对人类文明的发展产生了重大的影响。 13世纪时，活字印刷术传入朝鲜，之后传到日本及东南亚地区， 又经丝绸之路传到波斯，后来经过蒙古人的西征等途径传入欧洲。
指南针、火药的应用
中国古代很早就认识到磁石指南的特性。 战国时人们利用天然磁铁做成指南工具，称为“司南”。司南的形状像一把汤匙， 放置在铜制的方形地盘中，地盘四周刻有 24个方位。 司南在光滑的盘中转动，当它停下来时，匙柄就指向南方。
宋代开始用人造磁铁制成指南的工具。人们用带有磁性的钢针放在碗边， 或用线将针悬起，钢针就可以灵活地指向南方。 后来人们把这种有磁性的钢针安置在刻有度数的盘中，于是就制成了罗盘。 北宋末年，中国的海船上开始使用指南针。乘坐中国海船的阿拉伯商人将指南针传到阿拉伯国家， 后来又传到欧洲，大大促进了世界远洋航海技术的发展。
材料研读
在1119年写成《萍洲可谈》一书，
书中写道：“舟师 ①识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”
这是世界航海史上使用指南针航海的最早记录。 想一想：指南针用于航海有什么好处？
① 舟师，船上的技术人员。
唐朝时，中国人已经发明了火药。 唐朝末年，火药开始运用到军事领域。宋元时期，火药武器广泛用于战争。 当时，人们主要利用火药的特性，制成爆炸性武器，或者用来制成管形火器。 宋金战争中宋军使用了火器，而金人从宋人那里学会了制造、使用火药武器。 蒙古人在灭金、灭宋的战争中，也大量使用了火器。 元朝还用金属作筒，取代竹筒，发明了火铳，这比以前的突火枪威力更大。
相关史事
南宋初，有人将火药装在竹管里，制造出竹管火枪， 临阵时点燃发射，烧伤敌人。南宋后期，又有人发明了在竹管里装有弹丸的突火枪， 点燃后弹丸射出。突火枪是枪炮的始祖，从此揭开了世界军事史上热兵器时代的序幕。
中国的火药和烟火在13世纪传入阿拉伯地区， 14世纪初又经阿拉伯人传到了欧洲。中国发明的火药和火器传入欧洲后， 对欧洲的火器制造和作战方式产生巨大影响，推动了欧洲社会的变革。
发达的中外交通
与前代相比，宋元时期的中外交通有了很大的发展。 宋朝由于航海技术的进步，南方的海上贸易频繁，海路交通发达。 元朝建立后，陆路和海路交通的范围进一步扩大，开创了中外交通的新局面。 古代著名的陆上丝绸之路，在宋元时期成为通往西方的交通要道。 宋朝驿站比较发达，元朝统治区域辽阔，为加强同各地的联系， 修建了覆盖全国的陆路交通网，建立了四通八达的驿站。 元代的陆路向西通往中亚、西亚及东欧等地区，使东西方的使臣、商人往来非常方便。
材料研读
元有天下，薄海内外，人迹所及，皆置驿传，使驿往来，如行国中。
—《元史·地理志》
朝建立了遍布全国的驿站，对政治、经济和文化的发展有什么作用？
① 鸡鸣驿，始建于元代，位于河北怀来。图中所示为明代建筑。
意大利旅行家马可·波罗，在忽必烈时代通过著名的丝绸之路来到中国， 在元朝生活了17年。马可·波罗回国后讲述他在中国的经历， 形成《马可·波罗行纪》一书。书中记载了大都、西安、济南、开封、杭州、福州、泉州等许多城市的情况， 描述各地的风土人情和物产，反映了中国的富庶和先进。马可·波罗游记激起了欧洲人对东方世界的极大向往。
宋元时期造船和航海技术有了较大的发展。 中国的航海家除了使用指南针外，也初步掌握了潮汛、信风、气象的规律。 当时，海上交通发达，海外贸易繁荣。宋代的海路形成了多条航线， 可通往日本、高丽、东南亚、印度、阿拉伯等国家和地区， 远至波斯湾及东非海岸。元朝时，海上交通范围有更大的拓展， 海上丝绸之路进入鼎盛时期。宋元时，中国与阿拉伯、波斯以及东非之间有大量的商船往返。 宋代时与中国有贸易关系的国家和地区有五六十个，元代时达到 140 多个。
陆路和海路交通的畅通，使中外经济、文化和科技的交流进一步发展起来。 中国的创造发明，如印刷术、火药、指南针、纸币和驿站制度等输往西方， 天文、历法、农业、手工业生产技术传入亚洲各国，对欧亚国家的社会、 经济发展起了重要作用。西方的药物、天文、历法、数学等也传到中国， 外来的科学技术与文化在元朝受到重视。
知识拓展：十二气历”和《授时历》
沈括创制的“十二气历”，是一种先进的历法。 它以立春为元旦，按节气定月份，大月31天，小月30天，大小月相间， 有利于安排农事。
郭守敬是元朝著名的天文学家和水利学家。 他在元初编成《授时历》，测定一年为365.242 5天，这与现在通行的公历基本相同， 但比现行公历的确立早约300年。《授时历》取“敬授民时”之意， 对指导农业生产有很大帮助。他还研制了近20种天文仪器，主持开凿北京东部的通惠河。
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