指南车
又称司南车，相传为黄帝所作，实际上是在西汉时出现。《西京杂记》记载：“司南车，驾四，中道。”东汉的张衡、三国时马均都制造过指南车，以后历代史书都有关于指南车的记载。《宋书·礼志五》中说：“其制如鼓车，设木人于车上，举手指南。车虽回转，所指不移。”在宋代以前，各种记载都过于简略。
《宋史·舆服一》对指南车的大小、规格、型制以及内部的齿轮结构、大小和齿数有着非常详细的记录。根据这些记载，可以对指南车有一个大致的了解：指南车车身是一辕双轮车，车箱为重立结构，上立一木人，引臂指南，车箱内设有一套可自动离合的齿轮传动机构。当车子行进中偏离正南方向时，左右两侧的齿轮就根据左右转向而相应放落，与车轮相联齿轮咬合，而车轮的转动能带动木人下方的大齿轮转动，使车辆转弯时木人手臂仍指南方。当车子向正前方前进时，车轮与齿轮传动系统是分离的，因此木人手臂所指的方向不受车轮转动的影响。无论车辆行驶方向如何，木人所指方向总是正南，指引着方向。
地动仪
东汉著名天文学家张衡于公元132年发明，是世界上第一部观测地震的仪器，李约瑟称之为“地震仪的鼻祖”。地动仪“以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊”。内部构造精巧，中间为“都挂”，周围分“八道”，按八个方向装置八组机械，外部八个方向各设一条口含铜珠的龙，龙头下有一只张口向上的蟾蜍。一旦发生地震，“都挂”因震动触动地震方向的机关，使这一方向的龙口张开，使铜珠落入蟾蜍口中，就能测到何时、何方发生了地震。据记载，地动仪成功记录到公元138年甘肃发生的一次强烈地震，证明了地动仪的准确性和可靠性。
走马灯
大约为唐代发明。《全唐诗》崔液《上元夜六首》之二有云：“神灯佛火百轮张，刻像图形七宝装。影里如闻金口说，空中似散玉毫光”；宋范成大《石湖居士诗集》中记载“转影骑纵横”，都生动地描绘了走马灯的形状。走马灯的构造是在一根立轴上部横装一个斜翼系统和叶轮，立轴下端附近安装一盏灯或蜡烛，点燃之后，上方空气受热膨胀，密度降低，热空气上升，冷空气由下方进入补充，产生空气对流，从而推动叶轮旋转，并带动与立轴相联的各种图像转动。走马灯的制作原理，与现代燃汽机一致，可称为燃汽机的始祖。但遗憾的是这项发明仅仅被当做玩物，未能进一步深入研究，用于实际生产。
四、四大发明
造纸术、指南针、印刷术、火药这四大发明是中国古代科学技术最杰出的成就。造纸术的发明为人类提供了质地优良、方便而又经济的书写材料，极大地促进了人类文化的保存、传播、延续和发展。印刷术、指南针和火药的西传，则成为促进欧洲近代文艺复兴和科学革命的有力杠杆。英国著名科学家、哲学家培根评价说：“它们改变了世界上事物的全部面貌和状态，又从而产生了无数的变化，看来没有一个帝国，没有一个宗教，没有一个显赫人物，对人类事业曾经比这些机械的发现施展了更大的威力和影响。”
四大发明主要是属于技术创造的范畴，可以说是服务于国家政治活动的“实用性”产物。纸张、指南针和印刷术，作为统一的国家社会中的通讯工具而产生，火药的发明与古代炼丹术有关，但作为一种实用技术应用于社会，仍然是出于统一的国家政治活动的需要。在中国大一统的历史进程中，加速了这四大发明的产生与发展，并对世界历史产生了深刻的影响。
造纸术
史籍中关于造纸最早的记载见于《后汉书·蔡伦传》，因而据此认为东汉的蔡伦是纸的发明者。随着考古的不断发现，证明纸是在西汉时发明，蔡伦并非首创，但蔡伦对造纸技术的贡献是巨大的。
蔡伦总结了前人造纸的经验，用树皮、麻头、破布、烂渔网为原料，造出一种经济实用又轻便的纸。公元105年，蔡伦把制成的纸献给汉和帝，大受赞赏，这种纸因蔡伦被封侯而称为“蔡侯纸”。蔡侯纸的出现，在造纸术的发展历史上影响深远，不仅对从前的造纸技术进行了重大改革，而且开拓了造纸原料的新领域，蔡伦首创了用树皮作为造纸的新原料，这是造纸技术上的一项重大的技术革命，既为纸的制造开辟了一个更加广阔的原料来源，又促进了纸的产量和质量的提高。正是由于蔡伦的贡献，为人们提供了廉价、优质、适于书写的纸张，从而使纸张的应用得到普及和推广，并引起了书写材料的变革，标志着纸张开始取代竹帛的关键性转折。
自蔡伦以后，中国的造纸术持续发展，人们一方面不断地开拓着新的造纸原料，一方面在工艺技术上不断地进行着改进，使纸的品质越来越提高，品种越来越多样。
造纸术的发明与发展，对人类文化的保存和传播、普及和提高产生了不可估量的影响，有力地推动了人类文明发展的进程。
指南针
中国是世界上最早发现磁铁指极性的国家。大约在战国时期，人们就利用磁铁的指极性发明了磁性指向仪器“司南”。东汉王充曾说：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”（王充：《论衡·是应篇》。）“司南”是用天然磁铁磨制成杓状之物，放在光滑的罗经盘表面，杓柄就会指向南方。
从司南到指南针，经历了一个漫长的演进过程。大约到宋代，发明了人工磁化法，使针磁化以代替笨重的天然磁石。北宋沈括所著《梦溪笔谈》对指南针有了明确记载，指出指南针是方家（堪舆家）首先发明和使用的，用的是“磁石磨针锋”的人工磁化方法制成，并且记述了水浮、置指甲上，置碗唇上和悬丝等四种指南针的装置方法以及各种方法的长处和缺陷，使人们对当时的指南针有较清晰的认识。记载中所说的指南针“常微偏东”，说明当时已注意到地磁偏角的情况。
公元11世纪，指南针已被用于航海，郑和下西洋时，指南针发挥了重要作用。公元12世纪，指南针传入阿拉伯，后来又传入欧洲，对欧洲新航路的开辟和地理大发现以及由此促进欧洲资产阶级革命全面爆发产生了不可估量的影响。
指南针的发明和广泛应用，对发展海上交通贸易、促进中外文化交流起到了极为重要的促进作用。当然，也应该注意到，指南针在中国古代更多的是用于观测风水阴阳的占卜之事。
印刷术
由于廉价优质纸张的大量生产，为印刷术的出现提供了必要的物质条件，而刻印、印石以及染织上的镂版印花技术，则为印刷术准备了技术条件，因此随着社会文明的发展，印刷术诞生了。中国古代印刷术的发展，可分为两个阶段，一个是雕版印刷术，一个是活字印刷术。
雕版印刷，渊源于古老的印章和石刻，据记载隋代已有雕刻佛经的雕版。到了唐后期，雕版印刷在社会上更盛行，人们由于政治活动和日常生活的需要，常用印刷佛经、日历书、阴阳杂说等。现存最早的雕版实物是公元868年（唐咸通九年）所印的《金刚经》。雕版印刷到了五代时，更被用来印刷大量的儒家经典而“广颁天下”。
活字印刷术是北宋庆历年间（1041年—1048年）平民毕升发明。他用胶泥刻成单字，火烧令坚，另置一铁板，上敷松脂、蜡和纸灰合成的药品，用时把字镶入铁板，以火烤药熔后，用平板把字压平，冷却即可用墨印刷，不用时可将铁板上的字拆下。活字印刷是雕版印刷技术的重大革新，活字印刷工艺简单，使用和保存方便，工效又高，克服了雕版印刷费工费时、用材浪费、工效低、雕版用后保存不便等缺陷，把印刷技术推进到一个新的发展阶段。此后，除了泥活字外，元代又出现了木活字，明代出现了铜活字、锡活字。印刷术在唐时传入朝鲜、日本和波斯，后又经波斯传至埃及和欧洲。
印刷术的发明对于文化的传播和发展起着重大的促进作用，也是中国文化对世界文化的一大贡献。印刷术的出现，使人们的文化生活普遍得到提高，而其西传，也启迪和推动了世界的精神文明。
火药
火药的发明起源于炼丹术。唐代的炼丹家已在炼丹实践中认识到，硫黄、硝石、碳混合在一起，遇火后会引起燃烧或爆炸，这三种药物的混合物就是初始的黑火药。初期的火药简单粗糙，威力不大，主要是利用其燃烧性来加强燃烧的效力。大约在唐朝末期、火药开始在军事上应用。
宋代兵弱，为了提高战斗力，不断设法改进武器装备。由于火药的威力较铁兵器具有更大的杀伤力，因而受到特别的重视，火药的质量和火药武器得到较快的发展。在战争中，金、元也都掌握了火药和火器的制造方法，并有所改进和发展，而且火炮、火箭、火球、霹雳炮等火药武器也在交战中得到使用。
北宋曾公亮主编的《武经总要》，其中记载了火药的几种配方，并总结了一些火器的名称和用法。宋元时期火药武器上的一个重大成就，是管状火器的出现，这是火器史上的划时代成就，后世的枪炮就是在这种基础上发展起来的。另一突出成就是火箭的出现，利用火药燃烧产生的推力把箭镞发射出去，大大提高了箭镞的射程，这是现代火箭的始祖。
元朝时，随着元军的远征以及中外交通贸易的发展，火药和火药武器分别由海路传至阿拉伯，陆路传至欧洲。火药的发明，改变着战争的方式、规模和破坏力，在世界兵器史和军事史上引发了重大的变革，同时也推动着人类文明的进步。
§§§第三节中国近代科技发展迟滞的原因
中国古代科学技术的辉煌成就在一个相当长的历史时期中一直居于世界领先的地位，令举世赞叹，对于整个世界的文明进程做出过杰出的贡献。然而，进入近代以来，面对西方蓬勃发展的近代科技，中国科学技术的发展却停滞不前，与时代的潮流越离越远，最终被西方所超越。近代中国的屈辱，也正是因为在与西方的对抗和碰撞中的这种差距而付出的惨重代价。
有时人们这样认为：中国科学只是在近代才落后于西方，而西方科学水平也似乎是一夜之间就赶超上中国。实际情况当然不是这样。领先与赶超，实际上是中国与西方的科学技术在不同的社会历史条件下沿着各自不同的发展道路和模式运行发展的必然结果的反映。
科学不等于技术，技术也不等同于科学。技术属于应用的范畴，是关于工具、物质产品以及它们被用来达到实际目的的方式的知识，可以从经验积累中摸索出来，而科学则是对于自然现象各方面的规律进行系统的研究，不仅要有精密的工具和方法，还必须有精确的理论说明。中国古代的科学技术水平主要是以技术水平来体现的，虽达到很高的水平，却缺乏严密完整的理论思想与体系。西方文化孕育了探索自然规律的科学思想，近代以后，这种科学思想与技术结合，产生了近代工业，使西方科学技术水平有了一个质的飞跃，而此时的中国科学仍旧停留在技术的层次，未能上升为具有严密理论的科学。
中西科学技术发展的不同轨迹，反映出各自社会背景、价值取向、思维模式等等的差异，这正是各自社会结构和文化结构的迥异而导致。因此，通过对照比较，对中国近代科技发展迟滞的原因应纳入到深层次的社会、文化结构中进行考察。
