中国的“四大发明”因其对近代世界历史进程产生过重要影响而备受关注。“四大发明”的说法广为传播，妇孺皆知。但“四大发明”远不能全面地反映中国的重大发明创造与技术文化传统。
中国历史上究竟有哪些重大发明创造？为回答这个问题，我们于2014年开始策划并组织科技史及相关领域的专家编写了《中国三十大发明》一书，于今年出版发行。这部书是继2016年6月中科院自然科学史研究所主编的《中国古代重要科技发明创造》出版之后，就相关问题进行进一步探讨和梳理的著作。我想结合编撰工作谈谈自己对中国重大发明创造研究及相关科技发展问题的一些认识和思考。
中国重大发明的遴选和评估要体现文化自觉的理念
文化传统是民族与国家赖以生存、发展和保持自身特质的基础。文化自觉是一个民族或国家的文化得以传承和发展的精神前提。对发明创造的观照，需要文化自觉的意识和理念。我们认为，中国重大发明的遴选和评估要体现文化自觉的理念。
文化自觉的一个重要方面是自主和自立。必须在中国科技史研究的基础上，作深入探索和梳理，从中遴选出具有原创性、特色鲜明，对中国乃至世界文明进程有突出贡献和重要影响的重大发明，搞清楚其来龙去脉，论述其发生的背景和演进过程，并与世界其他地区同类发明加以比较，从而提升重大发明研究、论证的水平。通过自我认知和反思，力求能够自立。正如主编华觉明先生在本书的开篇综述《中国三十大发明之分说》中所指出的，“中国的事情，中国人自己要把它弄清楚”，“在发明创造的问题上，中国要有自己的话语权”。
文化自觉的另一重要方面是要有自律精神。研究和评估中国的发明创造须坚持实事求是的科学精神，这是编撰工作要遵守的原则。贬低中华民族发明创造成就，无视前人的智慧和创新精神，是虚无主义的表现；而夸大甚至虚构本国、本民族的发明创造业绩、忽视甚至无视其他国家和民族的创造力与聪明才智，是沙文主义的表现。二者都断不可取。尊重客观事实，依据可靠的史料和严谨的学术研究成果展开论述，这是我们探讨发明创造问题时须遵循的为学之道。
《中国三十大发明之分说》对发明概念的界定和分级、重大发明的遴选等问题进行了专门探讨。其中“发明”的界定如下：“发明是原创的具有认知、适应和改变自然界、社会和人类自身之功能的技术手段与方法。发明是属于技术手段与方法方面的创新。”根据发明对自然界的改造和人类社会发展所产生的影响，将其分为四个级别：重大发明、重要发明、一般性发明、小发明。以造纸为例，造纸术为重大发明，而加工纸和笺纸创制属于重要发明，纸帘的改进是一般性发明，由火墙烘纸改进为机械化烘纸属于小发明。
对于中国究竟有哪些重大发明的问题，我们曾与相关领域的专家学者进行过反复研讨，最终确定为本书介绍的三十项重大发明。
从“四大发明”到“三十大发明”
《中国三十大发明》一书共计50余万字，近600幅图，包括34篇文章，除了华先生的综论文章，另外33篇分述自远古至当代的三十项重大发明：粟作，稻作，蚕桑丝织，汉字，十进位值制记数法和筹算，青铜冶铸术（2篇），以生铁为本的钢铁冶炼技术，运河与船闸（2篇），犁与耧，水轮，髹饰，造纸术，中医诊疗术（其中人痘接种另专列一篇），瓷器，中式木结构建筑技术，中式烹调术，系驾法和马镫，印刷术，茶的栽培和制备，圆仪、浑仪到简仪，水密舱壁，火药，指南针，深井钻探技术，精细耕作的生态农艺，珠算，曲蘖发酵，火箭与火铳，青蒿素和杂交水稻。
我们力求从世界科技文明和比较科技史的视角考察中国的发明，依据考古发现、传世文物和文献记载论述中国的发明创造，揭示其科技内涵与文化特色，说明其价值与影响。我们认为，这三十大发明贯通古今，从远古至当代，基本反映了中国从古至今重大发明的整体概况和中国的技术文化传统的主要脉络。
通过对中国历史上重大发明的梳理，可以发现重大发明的数量在不同历史时期存在明显的差异和起伏。大体上说，新石器时代中、晚期，重大发明有3项；夏商周时期，重大发明为4项；两汉时期，重大发明数量明显增多，达9项之多；魏晋南北朝则只有1项重大发明。隋唐五代重大发明增至5项；两宋时期，重大发明也有5项；明朝只有1项重大发明。清代没有一项重大发明。清朝灭亡后至今，百年间出现了2项重大发明。这大致可反映中国不同时期重大发明数量的变化，也说明不同时期中国人的创新活力是起伏变化的。据此，我们曾尝试性地给出描述创造力之起伏变化的图表。但由于依据的数据偏少且不包括科学发现和工程方面的重大成就，存在着明显的不足。所以，只在某种程度上具有参考价值。
对不同时期中国创造力之起伏的再认识
如要较为全面和准确地评估中国人的创造力，绘出其在不同历史时期创造力的起伏变化趋势图，所依据的数据需要进行必要的补充和修正。
《中国古代重要科技发明创造》介绍的88项中国古代重大发明创造清单，是中科院组织众多专家论证后提出的，具有一定的权威性。考虑到该清单包括了中国古代在科学发现、技术发明和工程成就三方面的重大发明创造，稍加补充调整，就可作为综合评估和计量研究的基础。这个清单中没有《中国三十大发明》一书所论述的汉字、中式烹调术、铸铁犁与耧，可以考虑加入。此外，三国时期刘徽用极限方法对古代阳马术的证明，南北朝时期祖冲之关于圆周率的科学计算，都是领先世界的重大成果，也应计入。这样古代重大科技成果清单可增至94项。
我认为，中国现代的重大科学成果中，除杂交水稻技术和青蒿素药物2项应计入清单外，还有5项成果也可计入。其中包括华罗庚关于多元复变函数论的开拓性研究，汤飞凡在世界上最早分离出沙眼病毒，中国首先完成结晶牛胰岛素人工全合成，刘东升基于黄土与古土壤研究提出环境变化的“多旋回学说”，以及吴文俊开创数学机械化领域的重大成果等，它们都属于在中国本土完成的具有世界影响的重大科学成果。这样，共有101项重要发明创造可作为计量研究的基础。
具体如下：新石器时代中、晚期，有9项重大发明创造，平均556年才有一项；夏商西周时期，技术发展加快，出现了6项重大发明创造，平均每205年有1项重大科技创新；春秋战国时期，社会经济大变革、大发展，出现百家争鸣局面，科技加速发展，重大发明与发现有15项，约每55年有1项；秦汉成为发明创造的黄金期，大发明与发现数量高达26项，约每17年就有1项；三国两晋南北朝科技衰落并坠入低谷，重大发明与创造共计5项，约每72年有一项。隋唐时期，国家统一和经济繁荣，促进了科技的恢复与发展，技术与工程成就突出，隋唐五代时期共有11项重大创新，约平均每35年就有1项。在隋唐科技发展的基础上，宋元时期科技发展进入了新的高峰期，重大发明与科学创造成果有16项，约每25年出现1项。明代是政治与科学文化的衰落时期，重大科技成果明显减少，共有6项重大科技成果，约每46年有1项；清代皇权专制统治，抑制了创新思想，科技创新再次落入谷底，268年间无一项重大创新成果。清朝灭亡后，中国社会进入巨变的转型时期，我们在引进西方文化和近代科技的同时，开始了民族文化的复兴，百年间有7项重大创新成果，约每13年有1项重大创新。这可以反映出中国人创造力变化的大致趋势。
从纵向比较看，中国古代科技有灿烂辉煌时期，当今科技的发展态势也令人鼓舞。若从横向比较，明清两代是中国科技衰落和再次跌入谷底的时期，而西方经过文艺复兴、科学革命和工业革命，科学技术进入前所未有的加速发展时期。特别是近代科学诞生后，西方重大科学发现、技术发明不断涌现，数以千计，而中国只有10余项，不仅远不及欧美科技发达国家，与邻近的日本相比也有很大差距，这也是需要我们正视的事实。
科学发现与技术发明的涌现需要什么条件
综观古今中外重大科技创新的事例，可以发现创新源自民智的开发、心灵的解放、志趣的追求和功利的激励，这一切须以一定的社会条件为前提。政治清明，思想自由、学术独立，教育健全，创新得到鼓励，科学发现与技术发明方可源源不断涌现。因此，当务之急是要培育适宜创新的社会环境，形成发明创造的激励机制。
发明与发现是人类社会和文明发展的内在的、原生性动力。我们的先人曾经有过许多伟大的发明创造，不仅推动了中华文明的进步，而且对世界文明的进程产生了重要影响。百余年来，中国一直处于社会剧烈变化和文化转型时期，重大发明创造不多也在情理之中。我们应当在珍惜、重视民族文化传统与历史经验的同时，掌握文化转型与科技发展的自主权，不断提升自主创新能力，为人类科技和文明作出更大的贡献。
（来源：北京日报 作者：冯立昇）
（作者为清华大学科学技术史暨古文献研究所所长、教授）