冯立昇清华大学科技史暨古文献研究所所长
一、“四大发明”说法的由来
之后，马克思等思想家又进一步论述了三大发明在改变历史进程中起到的重要作用，但是也没有指出这些发明是来自于中国。
随着西方学者对中国“四大发明”的认知不断增强，李约瑟对中国科技史开展了系统的研究。他在为美国记者坦普尔基于他的学术著作写成的科普著作《中国：发明与发现的国度》作序时指出：“弗朗西斯·培根认为，造纸术与印刷术、火药和指南针这三项发明对于彻底改造近代世界并使之与古代及中世纪分开，比任何宗教信念、任何占星术的影响或任何征服者的成功所起的作用更大。但他把这些发明的起源看作是‘模糊不清的，湮没无闻的’，他至死也不知道所有这些都是中国的发明。我们已尽我们最大努力使这类世界纪录恢复了本来面目。”2009年，在英国出版了《改变世界的1001项发明》一书，主编杰克·查罗纳在前言中介绍中国发明时称：“印度流域的许多重要发明并不为世界的其他国家所知晓，但是中国的发明享誉海外，尤其是‘四大发明’：火药、造纸术、指南针和印刷术。”
二、发明的界定、分级与研究、评估工作
关于发明的概念的界定、分级和重大发明的遴选问题，国家文物局文物科技专家组成员华觉明先生对此做了专门的探讨，他认为：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。科学发现和纯学术研究成果与发明有别，不宜列入发明之列；工程建设需应用既有发明创造成果或因自身需要而有所发明创造，但工程成就本身往往不属于发明的范畴，亦不宜列入发明之列。根据发明对自然界的改造和人类社会发展所产生的影响，又可把它们分为不同的级别。
具有国际影响的四大发明无疑属于重大发明，但是对于没产生国际影响的上古、中古时代的发明该如何评定其级别呢？华先生认为，人类社会从早期相对离散、构成若干文明中心，到逐渐增加接触、交往和交流，发展到当代形成全球化的潮流，这个过程还远远没有完结。因此，可按技术的重要性及其对本国和周边地区的影响来衡量。例如中国古代以生铁为本的钢铁技术和欧洲古代以块炼铁为本的钢铁技术是两种不同的技术体系。在技术理念上，前者比后者更为先进，现代钢铁技术从工艺路线来看，是和中国古代钢铁技术相一致的。中国早在西周晚期就能冶炼生铁，早于欧洲1500年到1800年就发明了铸铁柔化术、铁范铸造和炒铁技术，从而缔造了长期位于世界前列的辉煌的钢铁文明，并对日本、朝鲜、越南以至中亚地区的周边国家产生了重要影响。将以生铁为本的钢铁技术列为重大发明是合理和有充分根据的。
粟作、稻作和木结构营造技艺等发明也属于此类。在内蒙古赤峰的兴隆沟出土的碳化谷物，距今已有八千多年历史，共有一千五百多例，其中有90%为黍，10%为粟。此外还有小米，它的范围不是太大，但起源最早，而且对整个中华文明产生了重大影响。比如半坡遗址就出土了大量的黍粒（小米）。
文化是民族和国家赖以生存、发展和保持自身特质的基因。有无文化自觉的意识和理念，是一个民族或国家的文化能否持续传承和发展振兴的精神前提。发明创造的观照，同样需要具有文化自觉的意识和理念。
文化自觉的一个重要方面是自主和自立。须在中国科技史研究的基础上，作进一步的探索、评估和梳理，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，论述其发生和演进过程，及其与社会文化、经济、政治、民众日常生活的关系，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，力求自立。如华觉明先生曾指出的，“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。研究和评估工作须坚持实事求是的科学精神。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；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，是沙文主义表现。二者都断不可取。尊重客观事实、恪守学术规范、力求严谨和准确，这是我们观照发明创造问题时须遵循的为学之道。
三、中国历史上重大发明概述
四、对中国重大发明创造和中国人创造力的再认识
为了更全面、更准确地评估不同时期中国人的创造力及其起伏变化的趋势，还应考虑不同时期重大科学发展和工程的成就。中国科学院自然科学研究所有一个项目，他们组织了一批研究科学史的专家对中国古代的重要科技发明创造进行论证，并于2006年出版了《中国古代重要科技发明创造》一书。书中共列出88项中国古代重大发明创造，包含了科学发现、技术发明和工程成就。因此我们把这88项的重要科技成果作为了基础数据。
我个人认为，有几项没有收录在《古代重要科技发明》中的科学成果也应作为重要发明，比如汉字、中式烹调术、高效犁和耧车。
国际技术史学会主席、英国技术史家白馥兰曾经对中国的犁耧的重要价值以及在欧洲的传播进行了专题研究，论证了它对于欧洲农业革命的重要贡献。查罗纳在《改变世界的1001项发明》一书中也给予了铸铁犁高度评价，书中表示，近一千多年来撒克逊人的农耕方式一直一成不变，在犁地时农民使用的是公元前5500年美索不达米亚人使用的原始刮地犁，因此犁地成为一件繁重的工作。1797年，新泽西州铁匠查尔斯纽博尔德发明了一种效率更高的犁，这种犁用铁铸成，其独特之处在于将犁的三个主要部件铸成一体。这三个部件分别为犁板、犁头和犁架，这种犁还用滑板控制方向，使犁沟更直。而我国在西汉时期，这种拥有犁壁的犁已经非常发达了，并且从春秋战国时期开始仍在不断改进。唐代，我国发明了江东犁，在犁的操作系统上又有了改进。一直到了现代，在一些边远地区还在使用。
另外，南北朝时期祖冲之关于圆周率的科学计算也是一个重要成果。祖冲之提出了圆周率大于3.1415926，小于3.1415927，把圆周率的精确值精确到这个范围内。同时他还给出了密率和约率（祖冲之算圆出圆周率在在3.1415926到3.1415927之间，把前面的小数化为分数的话近似的为22/7，称之为约率；把后面的小数化为分数的话近似的为355/113，称之为密率。）
除此以外的科学成果，我认为还有五项：
第一项是华罗庚关于多元复变函数论的开拓性研究。
第二项是汤飞凡在世界上最早分离出沙眼病毒。汤飞凡先生毕业于湘雅医学院，后又到哈佛大学医学院病毒系留学。回来后，他做了大量工作，在民国时期的中央防疫处负责科学研究药品监制研究工作。在二十世纪四十年代初期，青霉素刚发明不久，汤飞凡先生就在昆明研制了青霉素。当时的英国科学家李约瑟来到中国援助科学家工作，到了云南昆明后，他对汤飞凡在这么艰苦的条件研制出青霉素以及多种其他药物的不易，给予了高度评价。在英国的Nature杂志上介绍中国科技专家的工作时，李约瑟特别提到了汤飞凡的工作。汤飞凡在二十世纪五十年代后组建了天坛生物研究所，很多疫苗的研制都是由他主持的，比如牛痘、白百破、乙肝等疫苗在当时就开始研制了，而且研制的成果紧跟国际前沿。特别是他最早分离出来了沙眼病毒衣原体，并用这个方法大大地降低了沙眼的发病率，这项成果被国际眼科协会授予了最高奖。
第三项是中国首先完成了结晶牛胰岛素的人工合成，这是人类第一次来完成胰岛素合成的工作。
第四项是刘东升先生基于黄土和古土壤研究，提出了环境变化的多旋回构造运动说，对于黄土高原整个环境的变化，从科学原理上给出了解释，受到了国际的公认。因此，这也是一项重大的原创性成果。
第五项是吴文俊先生开创了数学机械化领域的重大研究成果。这项成果和人工智能有密切联系，同时也能与计算、微分几何与拓扑学等前沿工作联系起来，对现代科技有重大贡献。这个科学成果的取得也和我们的传统科学有密切联系。吴先生是一位现代科学家，他早期留学法国，在写博士论文时在拓扑学科就取得重大成果。回国后，他认为计算机会对以后的科学研究发挥重大作用，于是开始研究中国的《九章算术》、数学家钱宝琮主编的《中国数学史》等著作，又阅读了一些中国宋元时候的数学著作。中国传统数学强调构造性和算法化，注意解决科学实验和生产实践中提出的各类问题，往往把所得到的结论以各种原理的形式予以表述。吴文俊把中国传统数学的思想概括为机械化思想，指出它是贯穿于中国古代数学的精髓。吴文俊列举大量事实来说明中国传统数学的机械化思想为近代数学的建立和发展作出的不可磨灭的贡献。
由此我们可以发现，中国历史上战争或割据时期，思想往往比较活跃，理论性成果比较突出。此外，如果进行发明的计量与评价研究，还应考虑数量更多的重要发明和一般性发明，进行更深入的科学计量学和社会学的分析。
发明不仅是创造出某种以前没有的东西，而且是人类文明发展内在的、原生的动力。中国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大影响。但清代以来，中国失去了创新的动力和活力，现代中国的科技事业虽得到了前所未有的发展，原创性的重大科学发现与技术发明主要还是来自于西方。
综观古今中外重大发明的事例，我们认为创新系源自民智的开发、心灵的解放、志趣的追求和功利的激励。所有这一切，都需以一定的社会条件为前提。政治清明，教育健全，科学昌明，思想自由，学术独立，创新得到鼓励，创新者的权益得到保障，发明创造方能生生不息地源源涌现。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。现在，一方面我们有很好的发展态势，我们应该有信心。从历史上来看，我国是一个发明创造的大国，而且我们现在也有出色的科学家，他们的研究成果也位列世界前沿，作出了重要贡献。另一方面，我们也看到存在的差距，我们需要追赶，需要创造更好的条件来发展科学技术，推进社会发展和民生方面对美好生活的追求，这实际上也和党的十九大我们提出的目标是一致的。
发明和发现是人类社会和文明发展内在的、原生性动力。我们先人的许多伟大发明创造，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、重视民族文化传统和历史经验的同时，掌握文化转型与科技发展的主动权，不断提升自主创新能力，为人类科技和文明作出更大贡献。从历史的长时段发展趋势看，中国科学技术的发展已进入到了新的加速发展期，中国人的创新意识和能力已被激活，今后原创性的发明会越来越多，中国科技的繁荣昌盛指日可待。