北宋时期，中国四大发明之一的活字印刷术正式被发明，改良了书籍印刷的技术，对后世文化有很大推动作用。黑色火药在宋初首次应用于军事。指南针已经在北宋军队中用于辩明方向。北宋文人沈括撰写《梦溪笔谈》，乃中国史上著名的科学著作之一。此外亦在机械工学、土木工程、航海术和冶金学方面的拥有种种发明创造。
究其原因：
从根本上说，生产力的发展促使生产经验累积有助于技术的改良，这种累积从量变引发质变，从而在宋朝出现一波大爆发。
从时间上来说，在经历了唐末割据和五代十国的战乱之后，宋朝在中原和江南地区的统一使得社会进入恢复上升期，带动了文化、科技和经济的同时上升。
从环境上来说，宋朝重文轻武的政策尽管导致军备和外交上的积贫积弱，但是换来了国土内部的安定，为科技的发展提供了稳定的环境。
从经济上来说，宋代繁荣的城市商业一方面刺激了生产需求使得生产规模扩大，一方面提供了技术改良所需要的资金，从目的和成本上都支持了科技的发展。
从文化上来说，宋代在经历了长期战乱后文化重整和复兴，统治者对文化的禁锢少，使得知识的交流较为活跃，从而促进生产经验和技术的交流，有助于科技的发展。
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