Les 4 grandes inventions
La fabrication du papier
Les premiers essais de fabrication du papier, à partir de fibres végétales, datent de la dynastie des Han occidentaux. Le papier était alors rêche et se prêtait mal à l'écriture. Sous les Han orientaux, l'eunuque Cai Lun améliora la méthode de fabrication en utilisant comme matériaux de l'écorce d'arbre, des fibres de chanvre, des chiffons et de vieux filets de pêche. Le papier ainsi fabriqué était plus esthétique, bon marché et un bon support pour l'écriture. La généralisation de cette technique de fabrication à partir du chanvre favorisa sensiblement le développement de l’écriture. Aux IIIe et IVe siècles, le papier remplaça les lamelles de bambou et les tissus de soie comme principal support pour l'écriture.
La boussole
Sous la période des Royaumes combattants, il y a plus de 2 000 ans, Sinan, la première boussole fut fabriquée à partir de la pierre d'aimant naturelle polie. Le magnétisme du sinan était trop faible pour indiquer avec précision la direction.
L'aimant artificiel inventé sous la dynastie des Song avait une aimantation plus stable que celle de l'aimant naturel. Les performances des boussoles furent ainsi sensiblement améliorées. A la même époque, firent leur apparition des boussoles en forme de poisson de tortue ou encore flottant sur l'eau.
Les boussoles étaient déjà utilisées dans la navigation maritime vers la fin de la dynastie des Song du Nord, époque où le commerce maritime prit un grand développement. Sous les Song du Sud, fut inventée la boussole avec une aiguille aimantée fixée au centre d'un cadran gradue et indiquant la direction. Elle permit aux navigateurs de connaître la bonne direction même pendant les journée sans soleil et les nuits sans lune.
L'imprimerie
L'imprimerie a joué un rôle très important dans l'évolution de la civilisation. Sous la dynastie des Song, fut inventée la xylographie, mais cette méthode exigeait beaucoup de temps et d'argent.
Bi Sheng, qui inventa les caractères mobiles fabriqués à base de l'argile, était un ouvrier imprimeur intelligent et compétent vivant sous la dynastie des Song du Nord. Il fabriqua avec de l'argile des cubes sur lesquels fut gravée l'image inversée des caractères. Ensuite, ces cubes en argile, passés au feu se transformatent en caractères mobiles en terre cuite, Ceux-ci étaient assemblés dans un cadre sur une plaque en fer couverte d'un mélange de poudre de colophane, de cire et de cendres de papier. La plaque était ensuite passée au feu pour faire fondre les poudres, et une pression exercée à l'aide d'une autre plaque fixait les caractères mobiles collés sur la plaque. Après refroidisement, les caractères mobiles étaient solidement fixés et la planche prête pour l'impression. Les caractères défectueux pouvaient être remplacés à tout moment Les caractères et la plaque étaient réutilisables.
Bi Sheng jeta les bases pour améliorer la technique de l'impression. Sous les Xia occidentaux, furent inventés les caractères mobiles en bois, et sous les Ming ceux en bronze, avant de faire place aux caractères en plomb utilisés ultérieurement.
Poudre et armes à feu
Les alchimistes de la Chine antique furent les premiers à faire brûler et exploser le mélange de soufre, de salpêtre et de charbon de bois, qu'on appelait alors « poudre de feu ». La méthode pour fabriquer la poudre a été consignée dans des livres publiés dès le milieu de la dynastie des Tang. Vers la fin de celle-ci, la poudre commença à être utilisée lors des guerres.
Sous la dynastie des Song, la poudre était déjà largement utilisée, pour la chasse, les travaux dans les carrières, la fabrication des pétards et des feux d'artifice, mais l'usage le plus fréquent était militaire. La technique de fabrication des armes à pu passer à un nouveau stade. Celles-ci produites sous les Song du Nord, comme par exemple les flèches à feu, les boules de feu à éclats de tonnerre, les boules de feu barbelées, comportaient un élément combustible et explosif. Sous les Song du Sud, furent inventées les armes à feu formées de tubes en bambou où la poudre était chargée avant mise à feu. Au cours d'un combat entre les troupes mongoles et celles des Song, les soldats des Song inventèrent les « lances projetant le feu ». Ils mirent la poudre dans des tubes en bambous puis des zike (projectiles ressemblant aux balles actuelles mais fabriqués en pierre ou en fer). Ces lances sont considérées comme les premiers fusils primitifs, dont l'apparition fit date dans l'histoire des armes à feu.