人们都知道造纸术、印刷术、火药和指南针是中国的四大发明。然而，人人都知道的事不一定人人都明白。意大利数学家杰罗姆·卡丹(Candano，Jerome，1501-1576)于1550年最早提出磁罗盘、印刷术和火药是中国的三大发明，并认为它们是“整个古代没有能与之相匹敌的发明”。在此之后，简·博定(JeanBodin)重申了同样的论断。
1620年，弗朗西斯·培根在《新工具》一书中，进一步指出：“我们应该注意各种发明的威力、效能和后果。最显著的例子便是印刷术、火药和指南针。……这三种发明曾改变了整个世界事物的面貌和状态，第一种在学术上，第二种在军事上，第三种在航海上，由此又产生了无数的变化。这种变化是如此之大，以致没有一个帝国、没有一个教派、没有一个赫赫有名的人物，能比这三种机械发明在人类的事业中产生更大的力量和影响。”
1585年首次出版、1638年完成的约翰内斯·施特拉丹乌斯(JohannesStradanus)《新著》一书于封内刊出的图，依次排列了九项重大的发现和发明，即：美洲大陆的发现、磁罗盘、火器、印刷机、机械钟、愈疮木、蒸馏技术、丝和马镫，三大发明均位居前列。马克思在《机械、自然力和科学的运用》中指出：“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶级炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的说来变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的强大杠杆。”
纸是印刷的载体，两者的关系极为密切。据此，把“三大发明”扩称为“四大发明”乃是顺理成章之事。我国至迟在上世纪二十年代即有“中国四大发明”的提法;及至四五十年代，这一提法已被广为认可。1946年10月，李约瑟在巴黎联合国教科文组织的一次演讲中说：“中国人最伟大的三项发明无疑是造纸及印刷术、磁罗盘和黑火药。”李氏在这里虽沿用了前人三大发明之说，但加上了造纸术，实际说的是四大发明。他也认为：“如果没有火药、纸、印刷术和磁针，欧洲封建主义的消失就是一件难以想象的事。”
由上可知，中国三大发明的提法最初是源自西方，那是一些学者就这几项发明对人类文明特别是近代西方文明的影响所作的评价。这种提法既有经典的意义，同时也有其特定的背景和涵义。如果不明其来由，误以为这四大发明就是中国历史上最重要、排序也最靠前的发明，那是未必妥当的。多年来，常有人提出这个那个“中国第五大发明”即由此错觉而来。事实上，学术界从未就中国在历史上究竟有哪几项大发明及其排序作过认真的研讨，更不曾有众所公认的定论。近百年来特别是半个多世纪以来，经中外学者的共同努力，中国科学技术史的研究有了长足的进步。基于这样的学术积累，从中国历史发展的全过程来检点其重大发明及其对中国和世界文明的影响应能生发新意，也是一件有意义的事情。
那么，中国在历史上究竟有多少项大发明呢?怎样的发明才称得上大发明?这里涉及到对发明特别是大发明的评价标准问题。发明乃物质与非物质人工自然之始创。发明有大小、轻重之别。究竟怎样的发明才称得上是大发明呢?作者认为，这至少得从以下三个方面来衡量：原创性，发明创造贵在原创，不具备这一条是称不上大发明的;重要性，有各种各样的小发明、中发明和大发明，其重要性须由其在文明史、科技史上所占地位亦即分量来衡量;功效，这一发明对社会发展、文明进程所起推动作用，在各个地区所产生的实际效用与影响，等等。
为对发明作科学的界定，以下四条限定也是有必要的：科学发现和纯学术研究成果与发明有别，不宜归入发明之列;工程建设须应用既有发明创造成果或因自身需要而有所发明创造，但工程本身并不属于发明的范畴，亦不宜归入发明之列;有些重大发明如钻木取火，属人类早期文明所共有，以不归入某一地区或国家的大发明之列为宜;存在重大争议的发明宜进一步研究后再作决定。
“中国二十四大发明”之一说
中国在历史上究竟有多少项大发明，是一个仁者见仁、智者见智的问题，必定会存在种种说法和争议。作者认为，中国人在历史上至少为人类进步提供了二十四项原创性重大发明。
粟作和稻作。中国是世界三大农业起源中心之一。距今约近一万年的农业革命以谷物种植为主干，对中国上古文明的发展起了巨大的推进作用。北方地区在早期以粟黍为主，南方地区则以水稻为主，两者都原产于我国，为先民们的主要粮食来源。稻作农业俟后向中国的周边国家传播，产生了深远的影响。袁隆平的超级水稻栽培技术堪称世界级的原创性重大发明，可视作中国稻作在现时代的延续。
蚕桑丝织。传说蚕桑丝织是由黄帝的妻子嫘祖发明的，后人把她奉为蚕神，尊称之为“先蚕”。考古发掘表明，这一技艺之始创是在距今五千年的新石器时代晚期，约与黄帝时代相当。作为蚕桑丝织的母国，中国的丝织品在世界上享有盛誉，著名的丝绸之路对东西方贸易和文化交流起了巨大的促进作用。苏锡常、杭嘉湖等环太湖地区藉养蚕、缫丝、丝织成为富庶之地，清代三大织造就设在江宁、苏州和杭州。
琢玉。古语云：“玉不琢不成器”。红山文化、凌家滩文化、良渚文化的精美玉器都籍琢制而成。那是一种以轮带动作精细加工的工艺，可琢深孔和细如发丝的纹饰，为上古时期的高精技术。这一技艺历代相传、续有发展，造就了中国特有的灿烂的玉器文化。
汉字。汉字是中国人无与伦比的一大发明。从陶文、甲骨文、金文到汉隶、宋楷……，汉字的创建和衍变、它的形、音、义之构成，都自成一格、与世界上其他文字迥然不同。汉字对中华民族的形成和发展是太重要了。汉字对中华文化的传承和传播是太重要了。如今，汉字的先进性及其优异功能正为愈来愈多的人们所认识。作为世界上使用人数最多的文字，汉字将随着中国的崛起进一步走向世界。从原创性、重要性和功效来衡量，汉字允称中国的第一大发明。
木结构营造技艺。居者当有其室，安居方能乐业。数千年来，中国人的居室、作坊、宫殿、庙宇均以木结构建筑为主体而与欧洲古代以石构建筑为主判然有别。它是中华民族的又一独特创造，其建筑形式与技艺诸如梁柱结构、榫卯联接、前堂后室的格局，城市的中轴线对称布局、斗拱、藻井等均自成体系，对中国的周边国家具有重大影响，在现时代也仍有现实的价值和发展空间。
青铜冶铸术。中国的青铜文明虽较为后起，但技术上却后来居上且自成体系。诸如具原创性的井巷木结构支护、竖炉、“硫化矿——冰铜——铜”冶炼工艺、分铸法、失模法等技艺均由先秦矿师和铸师率先发明，为创建位居世界前列的灿烂的商周青铜文明作出了巨大贡献，也从工艺传统和技术的层面为以生铁为本的钢铁技术之很早发轫作了充分的准备。
十进位值记数法。逢十进位、以所在位置定该数之值，称作十进位值记数法。中国至迟在春秋时期已用十进位值制记数和作四则运算。这是中国人在数学领域内的一项原创性重大发明，之后为世界各国所普遍采用。
以生铁为本的钢铁技术。中国早在春秋时期便已发明了生铁冶铸术，比西方约早18个世纪。以生铁冶铸为基础，中国人发展了一整套独特而且先进的钢铁冶炼和加工工艺，诸如铁范铸造、铸铁柔化术、炒铁、灌钢等，从而创造了辉煌的钢铁文明，为战国至近古社会、经济、文化发展奠定了技术、物质基础。
中式烹调术。“民以食为天”，中国人以五谷果蔬为主的膳食结构是有利于健康和符合现代理念的。中式烹调术在炊具、技法、菜式、餐具等方面都与西方大异其趣。诸如用铁锅炒菜，用筷子进食，至为丰富和色香味俱全的各色面食、八大菜系、素席、药膳以及著名的北京烤鸭等等，无不脍炙人口、彰显着中国饮食文化和烹饪技艺的独创、卓越与精致。遍及海外的中餐馆正是中式餐饮具有旺盛生命力的证明。
中医。被誉称为“歧黄之道”的博大精深的中医体系约自周代起逐步形成，后经长期发展趋于成熟和得到完善。在五行生克、经络和脏腑学说的理论指导下，举凡养生、房中、望闻问切、方剂、炮制、针灸、正骨等医术无不具有鲜明的中国特色，数千年来和藏医、蒙医等一道，为国人的健康、民族的繁衍生息作出了不可估量的巨大贡献。中医是中国人的伟大发明、中华民族的宝库。中医的长处已在实践中得到广泛的验证。中医的奥秘仍待进一步的研究予以阐明。作为世界两大医学体系之一的中医将与西方医学长期并存、协调发展，取消中医的主张是没有道理的。
髹饰。髹饰是漆艺的古称。中国是漆树的原生地，早在新石器时代晚期便用漆装饰和保护器物。战国漆器已有很高水平，汉代设漆官专司其事，技艺高超，分工精细，所制器物为世所珍重。在长期发展中，髹饰衍生出夹、剔红、脱胎、镶嵌等品种，并传播到周边国家和世界各地。明代黄成所著《髹饰录》是漆艺的最早专著。
制瓷。中国是瓷器制作的母国，其英文名称China即由此而来。原始瓷早在商代便已出现，青瓷烧制技艺至东汉趋于定型。之后，历唐宋至明清，各类瓷器精彩纷呈，成为民众居家必用之物，且大量外销产生了世界性的巨大影响。至今，宋代官窑、元青花瓷等名窑仍为各大博物馆竞相珍藏之物。
造纸术。中国古代又一重大的原创性技术成就。它的发明与推广应用从根本上改变了文字书写载体及传承方式，为世界文明发展作出了巨大贡献，也为印刷术的发明与推广应用创造了前提条件。传统手工造纸现仍遍布中国各地，在文化事业和民众日常生活中起着重要和不可替代的作用。
漏刻。漏刻藉水流量测度时间，漏指漏壶，刻为箭刻即有时间刻度的标尺。漏刻起源甚早，汉代将单壶沉箭法改成双壶浮箭法，提高了它的计时精度。东汉以降，漏刻的日误差多在1分钟以内。到宋代，燕肃以虹吸代替滴水并增设分水壶，对漏刻作了重大改进。在公元18世纪以前，漏刻一直是世界上最精确的计时仪器。
印刷术。印刷术由中国始创应无疑义。从隋唐时期的雕版印刷到北宋的活字印刷，这一发明有序推进和广为应用，极大地促进了中国文化事业的发达与繁荣。中国印刷术传播到了韩、日等国，之后又被引入欧洲，对世界文明发展产生了巨大促进作用，这是国际学术界所公认的。
茶的栽培和焙制。中国是茶树的原生地。经过长期的实践，人们逐渐掌握了茶树栽培、茶叶焙制及饮用的成套技艺，养成了饮茶的习俗。唐代陆羽据此撰述了名为《茶经》的专著，被后人奉为“茶圣”。如今，茶已成为世界三大饮料之一，无论绿茶、红茶和黑茶，各色茶品均以其色香味和有利于健康深受人们喜爱。
指南针。中国人早在战国时期便具备了某些磁学知识。用磁针导航是始自宋代。指南针和船尾舵、水密隔舱、对风力的有效利用等杰出发明为远洋航行的航向把握、动力与安全性提供了保障，促成了郑和七下西洋的壮举和其后的一系列地理大发现，从而改变了人们对地球的认识，极大地扩充了人类文明的发展空间。
火药。火药的发明与炼丹术有紧密的联系，硫磺，硝石和木炭混合加热的爆燃现象是在唐代发现的。黑火药的配方首载于北宋曾公亮所著《武经总要》。宋元时期，火药已广泛用于烟花爆竹、火器的制作及井下爆破。其后由阿拉伯人传至欧洲几经改进，在军事上显示了巨大威力，并在工业上得到广泛的应用。
深井开凿技术。四川自贡地区至迟自宋代起即开凿小口径的卓筒井，用以汲卤煮盐。之后，约于明代发展成使用冲击式顿钻法以及泥浆提升、固井防塌、钻具打捞等技法的成套深井开凿技术，至清代井深可达千米，是为现代油气深井开凿之先河。
水运仪象台。由苏颂、韩公廉于公元1092年创制的水运仪象台，是以水为动力、由一系列齿轮机构传动、集天象观测、演示和计时等功能于一体的大型天文仪器。它高达11·3米，底宽6·6米。第一、二层分设水力驱动和报时系统，按时初、时正、刻和更由木人以鼓、铃、钟报时。第三层设浑仪，层面板可启用，类似现代天文台的活动屋顶。枢轮顶部设杠杆控制机构使能定时、定距转动，为公元十七世纪才出现的机械钟表所用锚状擒纵器的先河。水运仪象台是世界上第一座天文钟，也是古代最大最复杂的机械装置，标志着中国中古时期天文仪器和机械设计制作所达水平。
珠算。算盘是最早的计算器之一。它借助口诀和熟练的手法实施快速的四则运算，还可以开方、立方和解方程式。至今用珠算做加法，在速度上仍胜于电脑。“珠算”一词始见于战国，但用算盘做珠算是成熟于宋代，有《清明上河图》所绘实物为证。这一发明极为卓越和独特、充分表现了中国人的巧思和想象力。它的应用至广，对经济发展和民智开发有很大贡献，并传播到了韩、日、越南等周边国家。
火箭。由喷射推进的火箭是中国人最早发明的。至迟在公元十三世纪上半叶，筒式的飞火枪已在战争中使用。明代火箭武器的射程可达三四百米，并出现了集束式火箭、飞弹型火箭、二级火箭和往复式火箭的雏形，如神火飞鸦、火龙出水和飞空砂筒等，是为现代火箭和导弹的先导。
曲糵发酵酿造技术。白酒、白兰地、威士忌并称为世界三大蒸馏酒。其中，唯独中国的白酒是由人工制曲、用内含霉菌和酵母的曲种来发酵的，这是人类最早利用微生物的生物工程实践。这一技艺还广泛用于醋、酱和酱油的酿制。中国人过日子离不开柴米油盐酱醋茶。开门七件事中酿造制品就占了两项，可见其对国计民生至为重要。韩国的大酱、日本的酱汤也都源自中国。
精耕细作的生态农艺。约从战国时代起，精耕细作逐步成为中国农业生产的一项传统，经长期发展至明代趋于定型。拥有土壤整治、田间管理、多熟种植、维持地力、良种选育，能量循环等众多配套措施的这一农艺体系，既合乎人口多，耕地少的国情又与注重环保和生态平衡的现代理念相契合，从而在当前和未来的农业生产中仍将蕴有充沛的生命力和广阔的发展前景。
以上二十四项大发明止只是聊备一格的众说纷纭之一说，是否妥当有待进一步的研讨。这二十四项发明中，稻作、丝、十进位值制、漆、瓷、纸、印刷术、茶、火药、火箭和指南针对人类文明的巨大贡献已是既成事实;汉字、中式烹调术和中医的重大价值与潜力正在凸现，随着中国国力的增强和国际地位的提升，它们的影响将与日俱增、将有很大的发展空间是可以预期的。
大发明既有二十四项之多，总得有个排序。卡丹、培根和李约瑟都视三大发明(或四大发明)为“整个古代没有能与之相匹敌的发明”或“中国人最伟大的发明”，有些人包括某些专家学者也是这么认为的。但这种说法并未为学术界普遍认可。本文的排序系从发明的始创年代或其成熟期来考虑的，是否妥当也有待进一步研讨。
原创性发明涌现的必要前提
纵观二十四大发明，有一个现象发人深思：在这二十四项发明中，有四项始自史前、三项始自夏至春秋、七项始自战国秦汉时期，其他十项分属中古和近古，其中唐代两项，宋代六项，元明各一项，至清代便再也未出现任何原创性重大发明。这表明，中国人的原创力在战国秦汉是处于巅峰状态，唐代仍具盛世气象，宋代承前朝遗泽、经济发达，为中国古代科学技术发展的高峰期。元明已呈衰颓之象，有清一代虽号称有“康乾之治”，却昧于世界大势，不思进取亦无能进取，致酿成国弱民贫的百年落后局面。凡此种种都是与各该时期社会进步的态势紧相关联的。
创新的动力源自民智的开发、心灵的解放与志趣的追求和功利的激励。所有这一切都须以一定的社会条件为其前提。中国近古时期之所以欠缺甚至全无重大的原创性发明，盖在于历史包袱太重、政治经济体制迟迟不能更新，导致社会发展滞缓、民智闭塞、心灵禁锢、鲜有志趣的追求和功利的激励。这一沉重的历史教训，我们理应牢牢记取。
清末迄今已近百年，老大的中国在此期间一直处于由古代社会向现代社会转型的阶段，缺少重大的发明创造是可以理解的。袁隆平的超级水稻栽培技术堪称重大的原创性发明，之所以得以成就是源自谷物增产的紧迫需要和袁氏本人的民生关怀、创新意识和敬业精神，亦与社会进步的大背景有关。即便是在相对落后的发展中国家，重大原创性发明之获得仍是可能的。对此，我们应有充分的认识和自信。传说中的大发明家有仓颉、神农、黄帝、嫘祖……，见于文献记载、确有其人的有鲁班、扁鹊、欧冶、蔡伦、毕升、陆羽……他们可视作某一世代相继的发明群体的代表和大师级人物。事实上，许多重大发明创造仍在不断完善。在白话文运动中，刘半农造了一个“她”字，以其合理和有用迅即为国人所采纳，他是在继续仓颉的工作。神农、黄帝、嫘祖、鲁班、扁鹊、欧冶也都有他(她)们的继承者。发明创造是代复一代的中国人的共同事业。
