中国的四大发明是如何发明和传播的？
造纸术的发明和传播
造纸应该始于西汉，地下考古资料证明，纸的发明应该是在西汉。1957年，Xi安灞桥出土公元前2世纪的麻纸，质地粗糙，书写困难。1977年，甘肃居延奉节再次出土西汉麻纸。颜色又白又细又均匀，可以用来书写了。经鉴定，原料为大麻纤维。内蒙古额济纳河出土的纸张上有六七行残字，是我国现存最早的纸张。考古资料告诉我们纸的发明过程。蔡伦的造纸术最早见于《东观史》。《东观史·蔡伦传》是东汉元嘉元年(151)曹寿、燕都所作，距离蔡伦去世仅30年。有人说蔡伦的“经典之作，雅致之至，意在以树皮、布匹、渔网为纸。元兴元年(105)玩的，皇帝擅长。此后一直用，天下咸称蔡侯纸。”蔡伦总结经验，改进技术，使之更加精致。造纸术发明后，很快就传到了国外，首先传到了朝鲜、日本、印度、阿拉伯、埃及和西班牙等。到1690年，荷兰人把造纸术传到了美国费城，19世纪初传到了澳大利亚墨尔本，于是造纸术传遍了全世界。纸取代了埃及的纸莎草、印度的扇贝和欧洲的羊皮，成为全世界的书写对象，为世界科学文化交流做出了巨大贡献。
汉代以后，造纸术有了新的发展。西晋有藤纸，晋代会稽有竹纸。隋代就有了状元纸。在《齐·姚敏书》中，贾思勰提到了用煮沸的纸造纸，并记载了“染黄防虫”的方法，开始使用黄蘖染纸的技术来防止串纸。隋唐时期出现了檀皮纸、瑞香皮纸、稻草纸。唐代名产有宣纸和硬黄，五代名纸有程心唐纸等。到了唐代，加矾、加胶、涂粉、洒金、染色等加工技术也有所改进，产生了我国著名的十色文具、五色金花绢纸、绛色小彩文具。唐代许多纸本绘画艺术珍品保存至今，有力地证明了唐纸的高超技术和优良品质。
印刷术的发明和传播
印刷技术是我国劳动人民的伟大发明，是我国人民艰苦劳动和长期生产实践的结果，是中华民族在漫长岁月中集体智慧的结晶。
印刷术有发展的历史。追根溯源，它最古老的前身应该是印章，第二个前身是石雕。邮票和石雕为雕版印刷铺平了道路，而此时雕版印刷的诞生已经达到了成熟的程度。雕版印刷是篆刻和石雕相结合的产物，是两者相互借鉴的结果。印章是用杨雯(凸字)刻成的，方便印刷。缺点是面积太小；石雕是阴刻的(字是凹的)，不方便印刷，但面积大。人们很自然地开始雕刻大面积的杨雯木板，并开始印刷年鉴、佛像、经文等等。贞观十年(636年)雕版印刷的《女规》一书，是迄今已知文献中记载最早的雕版印刷书籍。
印刷术在宋代取得了重要突破——活字印刷术的发明。沈括的《孟茜碧潭》(卷18)记载了这一发明:“在庆典日历中，有一块布和一个陷阱。其登高法为泥雕，薄如钱唇。字字珠玑，烈火使其坚。首先立一个铁板，上面露出松香、蜡和纸灰。如果要打印，就在铁板上放一把铁扇，印得密密麻麻，铁扇上全是盘子，就火了。如果药稍微融化，用平板压一下，字就平如石头。如果只印三两份，就不容易了；如果印几百份，速度会极快。”
元朝时，农学家王镇成功地研究了木活字印刷。王镇还制作了轮式排字架，大大提高了排版效率。
活字印刷的发明和应用对世界文明产生了广泛的影响。先是传入邻近的韩国和日本，然后传到西亚各国，再从西亚传到非洲和欧洲。1445年德国人戈登堡发明了金属活字印刷术，随后活字印刷术传入意大利、瑞士、捷克、法国、荷兰、比利时、西班牙、英国等。到1802年，澳大利亚悉尼出版了活字印刷书籍。活字印刷术传遍世界，它为造福人类所做的贡献将永载史册。
火药的发明和应用
我们的祖先不仅发明了火药，而且最早解决了火药应用于军事的重要问题。道教典籍《神丸法》中记载了火药的原始配方，该书转载了初唐孙思邈的“硫符法”巾。用22硫磺和22硝石磨成粉，再加3皂脚，炸着了火。但火药的科学配方和在军事上的大规模应用是在宋代。
宋代的火药武器已经萌发了爆炸性火器。如霹雳火球，由火药、瓷器、竹子等制成。，当它们被引爆时，听起来像晴天霹雳。靖康元年(1126)，李纲在对金人的汴京保卫战中使用霹雳枪。宋代的火箭是燃烧武器，在战争中也被广泛使用。火枪流行于南宋，又称梨花枪。宋代也出现了管状火器。绍兴二年(1132)，发明了以巨竹为枪管的管状火器。这种火焰喷枪是世界历史上第一种管状火器。开庆元年间(1259)，寿春府出现了一种用竹筒发射“紫珍”的火枪。“子珍”是瓷片、碎铁、石头之类的东西，在世界上开创了管状火器使用弹丸的先河。
金军在与宋军的战斗中，逐渐掌握了火药武器。13世纪初，金人用铁壳制造了一种爆炸武器，就是金人制造的“闪电箭”。宋人称之为“铁炮”，还曾经制作过“飞火枪”。
元代的重要创造是在宋金的基础上进行的。宋代火枪的枪管是用竹子制成的，而元朝发明了金属青铜器，这是世界上第一件金属管形火器。保存至今的元代金属筒形火器，是最早的元代至顺三年(1332)的青铜器，比欧洲最古老的器物早了500年，是世界火药武器史上的一大贡献。
从12世纪到13世纪。火药首先传入阿拉伯国家，然后传到希腊、欧洲甚至全世界。它促进了人类社会的文明和进步，推动了经济、科学和文化的发展。直到14世纪中叶，美国和法国才有火药和火器的记载。
指南针的发明
指南针是中国历史上的伟大发明之一，也是中国对世界文明发展的一大贡献。
指南针是一种利用地球磁场中磁铁的南北极性制成的指向仪器。磁铁的这一特性被古人用来制作导向工具。据古代文献记载，中国最早的导演是新浪，古籍中已有记载称秦。而天然磁铁做的新浪，成品低，磁性弱。到了宋代，人们发明了人工磁化法，制作了导盲鱼和指南针，指南针更加简单实用。它由天然磁铁摩擦钢针制成，在地磁作用下保持导向性能，然后安装在方位盘上，称为罗盘。
宋代人制作罗盘鱼的方法是很科学的。它对铁片进行人工磁化，利用磁倾角来增加磁化程度，说明中国在当时世界上最早发现了地球的磁倾角。这种人工磁化的方法在欧洲由英国人吉尔伯特在《磁铁》一书中首次记录。时间是1600，比中国晚了500多年。
当时安装指南针有四种方式。第一种方式是水浮，其缺点是“摇摆”。第二种安装方法是放在指爪上，第三种安装方法是放在碗唇上，这两种方法的缺点是“又牢又滑”，第四种安装方法是用蜡粘挂线，效果最好。特别强调了“新茧里单茧一缕”的运用。这种新茧的纤维弹性和韧性强而均匀，粘上芥菜籽蜡不会产生扭转弹性，可以保证极性准确。
指南针是11世纪常用的定向仪器。指南针最大的用途是导航。我国古籍记载指南针用于航海，始于宋代，极大地促进了航海的发展。12年底到13年初，指南针由海路传入阿拉伯，再由阿拉伯传入欧洲。