四大發明是關於中國科學技術史一種觀點，是指古代中國四種發明，是指造紙術[1]、指南針[1]、火藥[1]及印刷術[1][2][3]。
「三大發明」英國哲學家弗蘭西斯·培根提出，後來麥都思、馬克思學者認同。
培根《工具》裡指出：「印刷術、火藥、指南針這三種發明世界範圍內事物全部面貌和情況改變了：第一種是學術方面，第二種是戰事方面，第三種是航行方面；並由此引起難以數計變化來：任何教派、任何帝國、任何星辰人類事務影響無過於這些機械性發現了。
」我們現在地知道發明是來中國[4]。
後來馬克思承襲了培根説法，提到：「火藥、指南針、印刷術——這是預告資產階級社會到來三大發明。
火藥騎士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場並建立了殖民地，而印刷術則變成了新教工具，總來説變成了科學復興手段，變成精神發展創造前提槓桿。
」但是馬克思並沒有這三個發明歸於中國[5]。
英國漢學家麥思沿襲培根説法，指出：「中國人發明天，很表現多方面。
中國人三大發明（指南針，印刷術，火藥），歐洲文明發展，提供推動力。
」[6]
來華傳教士、漢學家艾約瑟上述三大發明中加入造紙術，他日本和中國時指出「我們記住，他們 ( 指日本 ) 沒有印刷術、造紙術、指南針和火藥那種卓越發明。
」[7]
美國學者託馬斯·弗朗西斯·卡特1925年出版《中國印刷術發明和它西傳》一書序言中首次明確提出「四大發明」説法：「四大發明（Four Great Inventions）文藝復興初歐洲流播，對近代世界形成起過作用。
……這四大發明以及其他發明，大都源自中國。
」[8][9]
一説蔣介石抗戰時振奮軍心，邀李約瑟提出「四大發明」[10][11][12]。
而李約瑟這四大發明的讚美和調，使得這一説法獲得了中國認同，並寫進了教科書[5]。
宋朝時期，12世紀中期發展出具有殺傷力單兵火器（火銃）以及連發式火器（連銃）於彌補當時宋人戰鬥力不及金人劣勢。
造紙術知識保存及資訊流通有影響。
四大發明中指南針前身中國古代司南。
是一種於指示方向工具，應用於航海、野外探險領域。
古代貿易、戰爭和文化交流造成影響。
墨西哥韋拉克魯斯州聖羅倫索特諾奇提特蘭，一件來奧爾梅克時代古老赤鐵礦手工藝品可追溯到大約前1000年，顯示當時中美洲有可能使用天然磁石指南針，中國發明者年代。
然而奧爾梅克文明中並懂得如何提煉生鐵，中國老祖先當時發現如何提煉生鐵，並天然磁石接觸進行磁化。
[21] 古文獻天然磁石吸引鐵製備磁鐵描述於《管子》、[22]《呂氏春秋》、[23] 和《淮南子》[24] 中提及。
[25][26][27] 到了漢朝（前202年-220年）開始使用指南北天然磁石磨製勺碗狀指南針，用來占卜風水堪輿，導航方面。
[28][29][30] 東漢王充（27年-97年）其所著《論衡》卷17是應篇第52説「司南杓，投於地，其柢指南」。
[31][32] 雖李約瑟（1986）研究，《論衡》卷16龍篇第47説提及另外兩處文字提及磁鐵吸力，[33] 但學者李書華（1954）認為那是天然磁石，並指出，《論衡》中並沒有明確提及磁鐵。
[20]
1044年出版北宋曾公亮《武經總要》前集卷十五描述了用人造磁鐵片製作指南魚：鐵片或者鋼片剪裁成魚狀，放入炭火燒，尾指北方斜放入水，形成熱剩磁指南針，可放在盛水碗內，透過剩磁與地磁感應作用指南。
《武經總要》記載該裝置機械指南車並於導航。
[34][35][36][37]
宋朝（960年-1279年）沈括其1088年著述《夢溪筆談》中是第一位地描述地磁偏角（即磁北正北間差異）和利用磁化繡花做成指南針人，[38] 而朱彧（活躍於12世紀）其1119年發表《萍洲可談》中是第一位提到利用指南針海上航行人。
1123年宋朝派遣使臣取海路出使朝鮮，《宣和奉使高麗圖經》記載用水浮指南針導航：「是夜洋中不可住，維觀星斗前邁。
若，指南浮針， 揆南北」
宋代航海指南針，「南北」，見有其他方位。
四十八方位羅盤於航海文獻紀錄，見於元代周達觀《真臘風土記》：「温州開洋，行丁未針。
歷閩、廣海外諸州港口，過七洲洋，經交趾洋到占城。
占城順風可半月到蒲。
真蒲行坤申針，過崑崙洋入港」。
明朝永樂年間隨鄭和下西洋鞏珍《西洋番國志》《自序》中敍述應用水浮羅盤情況：「三年，經濟大海，邈彌茫，水天連接，四望，無纖翳。
惟日月升墜，辨西東，星頭，度量。
斫木盤，書刻干支字，浮針於水，指向行舟」。
到了元代，指南針一躍而成海上指航儀器了。
不論晝夜晴陰指南針導航了。
而且編製出使用羅盤導航，航行地點指南針針位連線圖，叫做「針路」。
船行到某處，採用何針位方向，一路航線一一標識明白，作為航行。
[29][39][40][41][42][43][44][45]
四大發明中火藥可製作煙花和炮仗，是一種炸藥，運用到戰爭上成為軍事用途。
據載起源於唐朝秦朝。
宋朝時期，12世紀中期發展出具有殺傷力單兵火器（火銃）以及連發式火器（連銃）於彌補當時宋人戰鬥力不及金人劣勢。
中國實用性火器使用上早於歐洲五個世紀左右。
而歐洲人13世紀時懂得火藥作用，而數個世紀發展改良，主要是粒狀火藥和火帽發明，火藥兵器乃取代冷兵器，陸地戰爭戰術、攻城築城技術以及海軍戰列艦發展和戰術各方面，造成革命性影響，而火藥作為爆炸藥和推進劑，到十九世紀中後期無煙火藥、三硝基甲苯、苦味酸、季戊炸藥、旋風炸藥發明炸藥取代[46]，這些新炸藥不是中國人發明。
雖然有證可查首次火藥使用是五代十國（907年-960年）[47]，不過已知火藥配方書面記錄是宋朝年間（960年-1279年），曾公亮、丁度、和楊惟德1044年《武經總要》裡記述[48]。
《武經總要》描述火藥於旋風車炮拋射引火球拋過城牆，或者鐵鍊操作降低甩擺高度擊碎城牆[49][50][51]。
水軍船隻搭載霹靂炮（一種火藥彈丸投石機）使得宋軍1161年采石之戰大敗金軍，而元朝（1271年-1368年）1274年和1281年兩次入侵日本時使用過鐵火炮[50]。
13和14世紀期間，火藥配方殺傷力變得（硝酸鹽含量高達91%），且火藥武器致命，這明朝（1368年－1644年）焦玉（活躍於14世紀15世紀初）劉基（1311年－1375年）軍事著作《火龍經》中充分體現，書中記述鐵鑄轟天猛火火炮、攻城噴火器、地煞神機炮〔地雷〕、毒火藥配方軍火。
該書於劉基死後完成並焦玉作序於1412年南陽出版[52]。
據載是北宋時期畢昇發瞭膠泥活字印刷術，認為是世界上活字印刷技術。
但四大發明中活字印刷術並非現代印刷術前身，而李約瑟所論北宋制膠泥活字印刷術有許多劣勢地方。
[53]它造紙術知識保存和流通造成影響。
另外，印刷術發展早期印章無直接關係，古代印章古埃及、古希臘、兩河流域有使用。
美國考古學家中亞土庫曼斯坦安納烏曾於2000年10月發掘出距今4300年中亞印章，其文字有待考證。
[54]
雕版印刷：目前發現雕版印刷成品是一單頁版梵文撰寫《陀羅尼經》，該印亞麻紙上，於650年670年間出版，且1974年於西安附近唐代陵墓出土。
[55] 1966年，考古學家韓國發現了一本微型《陀羅尼佛經》，該內含唐朝女皇武則天（690年-705年）頒行天文字。
學者斷定於704年，後來珍藏一座建於751年統羅時代舍利塔裏。
[56] 不過，已知大小印刷出版書籍，是唐代（618年-907年）間刊行《金剛經》。
該經長5.18米（17英尺），捲軸格式，可追溯到唐懿宗鹹通9年農曆4月15日（即868年）。
[57] 學者李約瑟和錢存訓（Tsien Tsuen-hsuin）記述表示金書法雕刻印行單頁版陀羅尼進，。
[57] 另外，兩個古老印刷農曆日期877年和882年，它們是當時佛教聖地敦煌發現；學者伊沛霞（Patricia Ebrey）寫道，某些早期印刷品曆書發現並出人意料，因為中國老祖先認為計算並標下哪天是否黃道吉日有其。
[57][58]
活字印刷：宋朝（960年-1279年）沈括是第一位描述活字印刷過程學者，他寫於1088年著作《夢溪筆談》中，發明歸於知名工匠畢升（990年-1051年）。
[40][59][60][61][62] 隨著燒結陶土字符使用，沈括描述畢升製作字形、撿字排列、印刷、並印刷後拆解留待後來使用。
[59][62][63] 畢升試木製活字，但木製活字要到元朝（1271年–1368年）王禎（活躍於1290年1333年）木模趨完善。
王禎文字音韻組合置於有隔間轉輪排字盤以撿字。
[61][64] 至於銅版活字要等到明朝（1368年-1644年）華燧（1439年1513年）於1490年印刷作品趨。
[65][66]清朝（1644-1912年）山東泰安學者徐志定於1718年發展出瓷版印刷。
意大利數學家傑羅姆·卡丹（Candan Jerome，1501-1576）於1550年提出磁羅盤、印刷術和火藥是中國三大發明，並認為它們是「整個古代沒有能與之相匹敵發明」。
此後，讓·博丹重申了同樣論斷。
指南針：宋沈括《夢溪筆談》明確記載，中國宋代已有水羅盤和旱羅盤：
歷史上記載到指南針用於航海是中國北宋時期。
可是，從“司南”復原試驗想見，連區區磁勺指南功能實現，遑論磁石製成司南仙人，抑或磁石帶動木製司南仙人了。
延伸閱讀…
小者百餘人……舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，觀指南針。
」（《萍洲可談》成書於1111年-1117年間，但敍述是1086年事。
）
一些外國學者翻譯這段文字時，誤其中「甲令」(南宋政府命令)一詞翻譯成了往來海上阿拉伯船長名字，因此錯，得出了裝備指南針不是中國海船，而是阿拉伯海船錯誤結論。
實際上，中世紀時阿拉伯人海船船體狹小，無法容納百餘人。
當時往來南中國海、印度洋和波斯灣之間商船，能夠容納上百人只有中國海船，連阿拉伯商人搭乘中國海船。
宋代與阿拉伯海上貿易十分，中國開往阿拉伯大型船隊有指南針導航，阿拉伯人是中國商船上學到指南針用法。
指南針十二世紀末十三世紀初之際，傳到阿拉伯，然後阿拉伯傳入歐洲，後來歐洲演變羅盤，於明代日本傳回中國。
南宋愛國詩人文天祥著有一首《揚子江》。
其中寫道，“幾日隨風北海遊，回從揚子大江頭。
臣心一片磁針石，指南方不肯休。
”這是指南針指向來比喻自己忠於南宋決心，無意中顯示，後世“四大發明”中“指南針”宋代普及。
毫無疑問，這是中國人類文明做出一個貢獻。
諸多冠以“指南”名器物中，“指南車”顯得引人矚目。
顧名思義，“指南車”車上立有一個木人伸出一隻手，不管車子開到哪個方向去，那隻手指“指南針”一樣指向南方。
相傳早在5000多年前黃帝時代，中國人發明瞭“指南車”。
晉代成書《古今注》記載，“人文始祖”黃帝率領部眾蚩尤部落涿鹿交戰。
蚩尤不僅而，會法術。
他兩軍交戰時造出一場大霧，黃帝士卒迷失方向而發生。
關頭，黃帝推出了秘密武器——指南車。
藉指南車霧瀰漫涿鹿戰場上辨明方向後，黃帝率軍戰勝了蚩尤。
同一本書裏繼續提到，西周初期，南方“越裳氏”使臣回國迷路，周公派五部“司南車”護送他們歸國。
指南車示意圖，出自明代文獻學家王圻、王思義父子撰寫百科式類書《三才圖會》）（又名《三才圖説》）插畫。
古代文獻相傳，指南車車上立有一個木人，伸出手指向南方這兩個故事精彩，但其中破綻。
中土出土文物馬車過距今3500年左右殷商時代，車子複雜得多“指南車”怎麼可能出現於1000多年黃帝時代？不過，中國古人發明過“指南車”。
裴松之注《三國志》説法，魏明帝（曹叡）時期，博士馬鈞製作了指南車。
後來《晉書》詳細記載了這種指南車功能：“刻木仙人，衣羽衣，立車上；車雖迴轉，而手掌指南。
”“指南車”什麼能“指南”呢？於《古今注》採用了“司南車”説法，一段時間裏，中西方學者以為指南車載有磁石用來指示方向車子。
可是，從“司南”復原試驗想見，連區區磁勺指南功能實現，遑論磁石製成司南仙人，抑或磁石帶動木製司南仙人了。
延伸閱讀…
中外學者們絞盡腦汁設計、製造了種種類型機械裝置，達不到這種技術要求。
直到1947年，一位名叫蘭徹斯特（George Lanchester）西方學者於利用齒輪裝置設計可以指南指南車：“看來，我們歐洲人近六十年前發明裝置原理，中國人早在四千年前認識和使用它了。
”這説，指南車工作原理並非利用地球磁場磁效應，而可能利用了現代車輛上常用到齒輪差動裝置。
儘管這是我國古代勞動人民智慧體現，但這樣指南車雖然指南針用來指示方向，但結構和工作原理截然不同。
兩者名雖相似，實則全然無關。
有關“指南車”記載，不能與“指南針”混為一談了。
但另一種名稱類“指南魚”，是貨真價實“指南針”前身。
它出現，其古人磁學認識深化後水到渠成結果。
長期歷史實踐中，當古人意識到天然磁石是多麼可靠時，開始尋找它替代品——人工磁鐵。
三國魏人管輅所著《管氏地理指蒙》中明確提到鐵針磁化後可指南北。
不過，後人考證該書實為唐人偽作，實際寫作年代公元9世紀10世紀期間。
説，晚唐年間，中國人懂得了如何進行人工磁化了。
北宋慶曆四年（1044）成書《武經總要》裏，記載了利用人工磁化辦法製作“指南魚”辦法。
這是一本當時“軍事大全”。
按其説法，“夜色暝，不能辨方向”情況下，“指南魚”可以派上用場，“辨所向”了。
“指南魚”是怎麼回事呢？，要鐵片做成魚狀，並其置炭火中加通紅。
接下來，鐵鉗夾住魚頭出火，將其尾北方。
這樣位置時其放入水盆中淬火，使尾浸入水中數分，然後取出，收藏密閉容器裏。
如此大功告成了。
使用時，碗盛水，放在無風處。
魚儘可能平放在水面，使其浮於水面，魚頭會朝南。
現代物理學眼光看，這一種利用地球磁場作用來使鐵片磁化方法。
正如水燒開後會改變形態變成蒸汽一樣，磁鐵加熱到“居里點（770℃）”後，鐵磁體於內部分子運動影響會褪去磁性。
，正如蒸汽過程中能冷凝成水那樣，高温鐵到“居里點”以下時，只要在時位於南北方向，它能地球本身磁場作用中獲得磁性，令魚頭總是指向南方。
這是世界上利用地磁磁化“指南針”記載。
但這種人工磁化法獲得磁性不夠，實用價值，然而人工磁化這一方法本身，磁學史和地磁學史一件大事。
沈括後《夢溪筆談》（1086年）裏記載了另一種人工磁化方法：“方家磁石摩針鋒，能指南。
”這是因為鋼針內部本來存在着一個一個單元磁體，稱“磁疇”。
但於這些磁疇排列雜亂無章，所以之間磁性抵消了，使得鋼針總體上不具備磁性了。
鋼針受到磁石摩擦後，受到磁石磁場影響，這樣雜亂無章排列小磁疇像聽話小學生變得有規律排列，其磁南極和磁北極各自指向方向，最終這根鋼針變成了磁針——指南針。
於這種人工磁化方法既，具有實用價值。
於是，19世紀現代電磁鐵出現之前，所有“指南針”是類“人工磁化法”製成。
北宋水浮法指南針復原模型，據《夢溪筆談》和《本草衍義》1：1比例複製。
宋沈括《夢溪筆談》中記載，“水浮法”即幾小段燈草穿帶磁鋼針上，使磁針可以浮水面，和指南魚起作用而實用性值得注意的是，沈括記述了“指南針”製法後接着寫道，指南針指向“東，南”。
這是不是説古人發明指南針功能不夠完善呢？之相反。
磁學角度看，針狀磁體琢磨而成勺狀天然磁石或是鐵片製作指南魚形狀上合理，因為其內部磁疇排列規則而，其指極靈隨增加，所以才能發現指示方位偏移。
今天物理學知識告訴我們，地球磁場方向與地理方向有着微小偏差，比如地磁北極地理北極相距2000公里。
地理北極地磁北極之間角度稱“磁偏角”。
於磁偏角存在，“指南針”指向確偏離了正南方向。
沈括《夢溪筆談》裏記錄，關於“磁偏角”認識。
這方面，中國人一次走在了全世界最前面。
西方説直到1492年意大利人哥倫布橫渡大西洋航行中才觀察到磁偏角現象，沈括晚了四百多年。