宋朝年间四大发明竟占一半
造纸术和印刷术、指南针、火药，是我国古代的四大发明，是我国之所以成为文明古国的标志之一。而宋代则是中国科学技术取得较大进展的时期，指南针、印刷术与火药等几大发明之投入使用及大规模外传均在此际。
指南针最早形式称司南，大约在公元3世纪前后，中国人发现了磁石能够吸铁的特性，同时还发现了磁石的指向性，并依此特性制造了“司南”。最迟在公元9世纪，指南针已应用于古代中国的陆上测量，还被阴阳家广泛用来看风水。官府在丈量田地和判决土地诉讼时，也经常使用指南针。
大约在10世纪的北宋时期，中国人已将指南针用于海上导航。这对于海上交通的发展，中外经济文化交流，起了极大作用。在北宋人朱彧1119年成书的《萍洲可谈》中，有这样一段文字：“甲令海舶，大者数百人，小者百余人……舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。一些外国学者在翻译这段文字时，误将其中的“甲令”（南宋政府的命令）一词翻译成了往来海上的阿拉伯船长的名字，因此就一错再错，得出了最早装备指南针的不是中国海船，而是阿拉伯海船的错误结论。实际上，中世纪时阿拉伯人海船船体狭小，根本无法容纳百余人。当时往来南中国海、印度洋和波斯湾之间的商船，能够容纳上百人的只有中国海船，连阿拉伯商人也经常搭乘中国海船。宋代与阿拉伯的海上贸易十分频繁，中国开往阿拉伯的大型船队有指南针导航，阿拉伯人是很容易从中国商船上学到指南针的用法的。
虽然古代希腊、罗马的学者们很早就已知道了磁石能够吸铁的特性，但长时间不知道磁石的指向性。而当欧洲人最终了解并掌握这一自然现象时，已落后于中国人一千多年了。而以磁石制造罗盘指引航海，落后于中国300余年，用人造磁石导航晚于中国人100余年。值得注意的是，欧洲人在早期使用的航海罗盘，是与中国人同样的水罗盘，而且制作方法也与中国水罗盘几乎完全相同。这一系列的趋同现象，只能以技术传播来解释。
在13世纪前半叶之前，欧洲人还停留在对中国宋代指南针的仿制阶段。此时的欧洲人无论是在理论还是在实践方面，都没有什么太大的建树，没有超过中国宋代的罗盘应用水平。
13世纪后半期，通过法国实验物理学家皮埃尔的研究，欧洲的指南针开始了本土化的进程。随着中国旱罗盘传入欧洲，法国人又将旱罗盘改进，将其装入有玻璃罩的容器中，成为便携仪器。后来，这种携带方便的指南针被欧洲各国的水手广为应用。
没有指南针之前，航海只能使用观星的方法推算大概方位。指南针出现后，海员们不仅可以确定方位，有时甚至能推算出两地间的里程。从此，各国的远洋船队依据海图和罗盘所记载、测算出来的航线、航向和里程，安全地行走于茫茫海天之间。
指南针在航海上应用，使得哥伦布发现美洲新大陆的航行和麦哲伦的环球航行成为了可能。这大大加速了世界经济发展的进程，为资本主义的发展提供了必不可少的前提。
由于宋朝与辽、金战争不断，影响到了朝鲜与中国的朝贡贸易，加之日本藤原氏幕府的闭关锁国政策，导致中国的指南针和火药传入这两个近邻国家的时间大大落后于欧洲，这与造纸和印刷术的发展形成了鲜明的对比。直到公元15世纪前后，罗盘才作为看风水的工具，在朝鲜广泛使用。而指南针传入日本，则是公元17世纪的事情了。
自从有了纸以后，随着经济文化的发展，读书的人多起来了，对书籍的需要量也大大增加了。历史上常常有这样的情况：一项科学发明，只要社会上迫切需要它，同时又有产生它的物质条件，那么，它就会很诀出现的。雕版印刷术的出现就是这样。在雕版印刷术出现以前，社会上已经广泛应用印章和拓碑。
印章有阳文和阴文两种，阳文刻的字是凸出来的，阴文刻的字是凹进去的“如果使用阳文印章，印到纸上就是白底黑字，非常醒目。但是印章一般比较小，印出来的字数毕竟有限。”
刻碑一般用阴文，拓出来的是黑底白字，不够醒目。而且拓碑的过程比较复杂，用来印制书籍也不方便。但是，拓碑有一个很大的好处，那就是石碑面积比较大，一次可以拓印许多字。
如果取长补短，把拓碑和印章的各自特点结合起来呢？情况当然就不一样了。我国古代劳动人民在拓碑和印章这两种方法的启发下，发明了雕版印刷术。雕版印刷的方法是这样的：把木材锯成一块块木板，把要印的字写在薄纸上，反贴在木板上，再根据每个字的笔划，用刀一笔一笔雕刻成阳文，使每个字的笔划突出在板上。木板雕好以后，就可以印书了。印书的时候，先用一把刷子蘸了墨，在雕好的板上刷一下，接着，用白纸覆在板上，另外拿一把干净的刷子在纸背上轻轻刷一下，把纸拿下来，一页书就印好了。一页一页印好以后，装订成册，一本书也就完成了。这种印刷方法，是在木板上雕好字再印的，所以大家称它为“雕版印刷”。在隋末唐初，由于大规模的农民大起义，推动了社会生产的发展，文化事业也跟着繁荣起来，客观上产生了雕版印刷的迫切需要。
说起印制书籍，雕版印刷的确是一个伟大的创造。一种书，只雕一回木板，就可以印很多部，比用手写不知要快多少倍了。可是用这种方法，印一种书就得雕一回木板，费的人工仍旧很多，无法迅速地、大量地印刷书籍，有些书字数很多，常常要雕好多年才能雕好，万一这部书印了一次不再重印，那么，雕得好好的木板就完全没用了。有什么办法改进呢？
到了宋仁宗庆历年间（11世纪中叶），有个发明家叫毕升，终于发明了一种更进步的印刷方法活字印刷术，把我国的印刷技术大大提高了一步。
毕升用胶泥做成一个一个四方长柱体，一面刻上单字，再用火烧硬，这就是一个一个的活字。印书的时候，先预备好一块铁板，铁板上面放上松香和蜡之类的东西，铁板四周围着一个铁框，在铁框内密密地排满活字，满一铁框为一版，再用火在铁板底下烤，使松香和蜡等熔化。另外用一块平板在排好的活字上面压一压，把字压平，一块活字版就排好了。它同雕版一样，只要在字上涂墨，就可以印刷了。