[摘要]對於很多古代發明的運作原理，我們今天並不清楚。
中國歷史悠久，有很多偉大的發明。但由於歷史教科書在編寫時，常進行選擇性敘述，導致今人對這些發明存在很多誤解。試舉幾個最常見的例子：
司南是一把磁勺嗎？
高中《歷史》第3冊，提及「司南」時說，「世界上最早的指南儀器是中國在戰國時期發明的『司南』。後來人們利用磁石指南的特性，製成指南針」，同時配有漢代司南（模型）的圖片。
有關司南最重要文字，見諸《論衡》「司南之杓，投之於地，其柢指南」。1948年，科技史學者王振鐸將「杓」解釋為勺柄，「柢」理解為停止，製作了我們現在通常所見的司南模型。後來又相繼發現一些資料，被視作司南為磁勺的觀點的支持。①
有關司南的製造和使用，有幾個問題至今沒法解釋。首先，將磁石加工為勺柄狀，即使在今天也很難實現。1995年，學者劉秉正曾委託玉器廠將幾塊磁石加工成勺形，結果三隻磁勺中有兩隻斷裂。當初王振鐸還原司南時也遇到過同樣的問題。其次，天然磁石的磁力並不足以讓磁勺轉起來。王振鐸製作司南時，使用的是「人造條形磁鐵」及在磁場磁化過的天然磁石。1952年，郭沫若曾要求中科院做一個司南，作為訪蘇禮物，結果也是一樣，「找到最好的磁石，請玉工做成精美的勺形，遺憾的是它不能指南。由於磁矩太小，地磁場給它的作用不夠克服摩擦力。只得用電磁鐵做人工磁化。」第三，宋代以前，我國古文獻中完全不曾提到過磁石的指極性。②
《論衡》中說的司南，沒有留下實物。除王振鐸的解釋外，國家博物館的學者孫機認為，司南其實是靠機械指向的「司南車」；東北師範大學的學者劉秉正，則將司南解釋為同樣有指南功能的「北鬥」，並引申為指導者。
中國最早發明指南針是一個事實——中國在11世紀已有磁體指南針出現，而歐洲有同樣的記載，是在12世紀末。但現行歷史教科書在為司南配圖時，選擇磁勺且僅模糊標示其為「模型」，則是一種選擇性敘述。這種敘述，迴避了至少兩個存在爭議的問題：1、司南是不是勺狀？不能確定；2、勺狀司南的復原，是失敗的。
圖註：現在歷史教科書在為司南配圖時，僅模糊標示其為「模型」
「世界上最早的紙」灞橋紙，是一塊無法書寫的麻絮
現行初中《中國歷史》教科書上冊，論及「造紙術的發明」時，引用了一段材料，「考古學家在西安灞橋、甘肅天水、敦煌等地幾次發現了西漢時期的麻紙，有的紙上面還有文字和地圖。這證明西漢時已生產紙。但這種紙質地粗糙，使用不便」。其中提及1957年出土於西安灞橋的「灞橋紙」，曾經被譽為「世界上最早的紙」。
圖註：現行教科書仍將「灞橋紙」稱之為紙
事實上，所謂「灞橋紙」，並不足以被認定為「紙」。第一，發現「灞橋紙」的過程缺少科學性。參與灞橋墓發掘的工作人員回憶，當初在「一個罈子裡發現一團麻絮卷狀物」，很可能是一名推土工人看到後，隨手扔進去的。後來又有人用「兩塊玻璃（把麻絮伸展）夾住，外面用膠布粘住而壓平的」，這意味著「灞橋紙」在墓中時，很可能並不呈紙狀。③第二，「灞橋紙」原料為麻絮，表面粗糙，無法用於書寫。即使是將「灞橋紙」認定為紙的著作，也承認其「紙質粗厚（厚0.14毫米），表面皺澀」「表面有較多的纖維束，甚至是未打碎的麻繩頭」「無文字，不便寫字，用於包裝」。第三，「灞橋紙」未經打漿程序，保持了麻類單纖維端部的原形，不符合我們對紙的定義。④
至於「灞橋紙」究竟是何用途，學界尚沒有一致答案。有人認為「灞橋紙」是銅鏡底下的墊襯物，也有人說它是擦拭銅鏡的麻絮。隨著1979年敦煌出土西漢粗紙、1986年甘肅天水出土紙質地圖殘片等發現，西漢已有紙張的觀點得到證實，因此「灞橋紙」是否為紙，究竟有何用途的爭議，變得不再那麼重要了。
現行教科書仍將「灞橋紙」非常肯定地稱作「西漢時期的麻紙」，迴避其存在的爭議，無疑也是一種選擇性敘述。
圖註：1957年出土的「灞橋紙」
熟知的地動儀模型，復原於1951年，無法監測地震
中學歷史教科書曾按《後漢書·張衡傳》的說法，重點介紹地動儀，「地動儀用銅製成，內部豎著一根銅柱，周圍有八組槓桿連接外面。外面鑄有八條龍，分別朝著八個方向。龍的口中各銜一枚小銅球。哪個方向發生地震，銅柱就倒向那個方向，觸動槓桿，使哪個方向的龍口張開，吐出銅球，落入下面的銅鑄蛤蟆口中，並發出響聲。這樣就能知道哪個方向發生了地震。」
地動儀早已中失傳。現在我們所見的地動儀模型，是王振鐸在前人研究基礎上，在1951年復原的。
王振鐸的地動儀模型出現後，一方面被寫入教科書，另一個方面各地也紛紛仿製這種並沒有測震功能的地動儀，讓這個地動儀形象很快深入人心。事實上，國內外學者對地動儀模型的質疑聲從來沒有停止，發表了一系列嚴肅論文，指出其原理性錯誤——王振鐸復原地動儀所用的「直立杆原理」，只是依靠一根豎立直杆的隨意傾倒，不具有製造驗震器的可行性。美國地震學家博爾特更說，「地動儀模型工作原理模糊，模型簡陋粗糙，機械摩擦大大降低了靈敏度，對地震的反應低於居民的敏感，其作用應予以質疑，而且利用銅丸的掉落方向來確定震中也是不確定的」。⑤在王振鐸之後，一些學者又依照其他原理復原了多種地動儀，至今未能實現《後漢書》中說的測定「震之所在」。
在多番復原地動儀不能成功的情況下，不少學者對張衡發明地動儀的科學性產生爭議。如學者趙冠峰梳理史料後發現，地動儀測中隴西地震的說法很值得懷疑，而東漢史官也未曾利用地動儀測定地震。他認為，地動儀「雖然其設計思路與現代地震儀器的原理較為一致，但限於技術條件，當時所造的地動儀沒有發揮出應有的作用，致使這種儀器有可能在公元133年洛陽地震後被淘汰」。⑥學者馮銳等則肯定張衡率先利用物體慣性，發明了人類歷史上第一個地震儀，和英國人米爾恩發明的現代地震儀有承繼關係。
總之，對於地動儀的測震原理，至今依舊有很多未解之處，無法成功復原。因此，教育部於2010年暫時刪除了中學歷史教科書中有關地動儀的內容，這是一種值得稱讚的嚴謹態度。待地動儀復原成功時，再將其寫回教科書，亦為時不晚。
圖註：在博物館展出的地動儀，不具有測震功能
華佗的麻沸散，其源頭可能在印度
初中《中國歷史》教科書上冊，對中國醫學有不少介紹，說到華佗「發明了『麻沸散』，讓病人和酒服下，失去知覺，然後進行各種手術」。
在記有「麻沸散」之名的《三國志·華佗傳》中，並沒有說明配方，以至現在眾說紛紜。如清人託名所作的《華佗神醫秘傳》中說是羊躑躅、茉莉花根、當歸等；而更多人則相信，麻沸散主要成分是押不蘆草，即來自印度的曼陀羅花，這是古印度人進行外科手術時常用的麻醉劑，也是蒙汗藥的主要原料。
印度對曼荼羅花的應用極早，約公元前6世紀就已有外科手術。那華佗是如何得知曼陀羅花的呢？史載，華佗早年「遊學徐土」。當時徐州恰恰是漢末佛教傳播的重要地區，很多西域高僧為躲避戰亂，從長安、洛陽來到徐州。如據《三國志》記載，與華佗同時代的笮融，曾花費巨資在徐州修築可容納三千人以上讀經的浮屠寺，其舉辦的浴佛會客吸引萬人參與。華佗很有可能是從這些佛教徒那裡了解到曼陀羅花的麻醉功效。有學者認為，在梵語中，「曼陀羅花」是mandara-puspa，「麻沸」兩個字則分別對應mandara（曼陀羅）和puspa（花）的首音節ma-、pu-。⑦
當然，麻沸散的成分不會僅是曼陀羅花，華佗肯定還加入了其他藥物，才有可能達到《三國志》所說的效果。教科書只說「華佗發明麻沸散」，而迴避外來醫學對華佗的影響，以及印度、希臘使用麻醉劑早於中國的事實，無疑也是一種選擇性敘述。
圖註：可能是麻沸散主要成分的曼陀羅花
活字印刷術在古代未能推廣，現代漢語活字印刷術由日本發明
在高中《歷史》第3冊中，活字印刷術被給予很高評價，「11世紀中葉，北宋平民畢昇發明了膠泥活字印刷術。它既經濟，又便捷，是印刷業的一大革新」「歐洲人還借鑑中國的印刷術，造出了自己的活字印刷機，大大推動了文藝復興運動和宗教改革，促進了思想解放和社會進步」。
畢昇發明活字印刷的事跡，史料方面，僅見於沈括所著《夢溪筆談》。
同大多數人想像的不同，活字印刷發明後，並沒有取代雕版印刷——直至清末為止，使用雕版都是中國印刷業的絕對主流，據統計，活字本的數量僅相當於雕板書1%—2%。就漢字印刷而言，使用活字有幾個困難，不易克服：一、漢字數量龐大，使用活字印刷的話，常用字要準備幾個、甚至幾十個，為區分正文、注釋，不同字體還要有不同的活字，一副活字通常要有2萬個，普通從事印刷的人無力鑄造；二、中國在金屬活字上著墨技術較落後，印製出的書籍效果較差；三、活字比雕版程序更複雜，如排版工人要識字、排版後要校對、印刷完要將活字歸位、再版要重排等。⑧加之，中國有大量技藝精湛的雕刻工人，雕版成本長期保持在較低水平，通常比使用活字印刷更划算。相反，在刻工較少的韓國，政府長期推動活字印刷，使其活字工藝遠超同時代的中國。⑨
至於中國的活字印刷術是否曾對歐洲產生影響，目前還很難說清，但德國人谷登堡在15世紀獨立發明西方活字印刷前，聽聞中韓已有此種印刷術的可能性，是存在的。由於使用拉丁字母製作活字，遠較漢字容易，因此谷登堡的活字印刷一經問世，便在歐洲廣泛應用。如學者鄭也夫所說，「即使谷登堡的發明是受中韓活字影響，活字的全部潛力，也要靠字母民族去發掘。其巨大潛力在很長一段時間與非字母民族絕緣，只屬於字母民族」。
讓活字印刷在中國取代雕版印刷的技術，也是來自西方。從活字材料上說，谷登堡率先使用鉛銻合金製作活字，較中韓使用的銅活字、鉛活字熔點更低（容易刻字）、硬度更大（經久耐用），被長期沿用。從刻寫方式上說，美國傳教士姜別利在1858年按照漢字特點，發明了電鍍銅模，出售給總理衙門及上海各報館等。後來日本人本木昌造在姜別利的協助下，發明了更加優質的漢字印刷技術。1897年，商務印書館成立後，即採用日本先進的活字印刷，很快成為中國出版業的領頭羊。這項技術在中國一直使用至1955年。⑩
綜上。簡言之，中國古代的很多著名發明，確實典籍有據，但具體形態、實際效果等，往往存在爭議。歷史教科書在編寫過程中，應堅持嚴謹的學術立場，不可只選擇性敘述其中一面；更不能將存在爭議的觀點，當成毫無疑義的結論，傳遞給學生。
圖註：元朝時繪製的活字印刷流程圖
注釋
①楊琳：《勺形司南未可輕易否定》，《自然辯證法通訊》2016年第3期；②劉秉正：《再論司南時磁勺嗎》，《自然科學史研究》2006年第3期；孫機：《中國古代物質文化》，中華書局2014年，第417—422頁；③宗實：《倫功難泯維國尊——兼揭所謂「灞橋紙」公之於世的內幕》，《紙史研究》1986年第2輯；④陳啟新：《還灞橋紙的本來面目》，《中國造紙》1987年第6期；⑤馮銳等：《張衡地動儀的科學性及其歷史貢獻》，《自然科學史研究》2006年增刊；⑥趙冠峰：《張衡地動儀文獻蠡讀》，《自然科學史研究》2004年第4期；⑦林梅村：《麻沸散與漢代方術之外來因素》，《學術集林 卷10》，上海遠東出版社1997年，第233—237頁；⑧張秀民：《中國印刷史》，浙江古籍出版社2006年，第629—632頁；⑨鄭也夫：《活字印刷的起源》，《北京社會科學》2015年第9期；⑩劉元滿：《近代活字印刷在東方的傳播與發展》，《北京大學學報（哲學社會科學版）》，2000年第3期；羅樹寶：《近代印刷術傳入及初期鉛活字字體》，《印刷雜誌》2004年第5期