中国历史学家陈寅格先生曾评论：“华夏民族之文化，历数千载之演进，造极于赵宋之世。”阅读材料，回答问题
材料一 五代十国时期，南方兴修了许多水利工程，…两宋时期，南方的水利灌溉事业大大超过北方。…丝棉纺织业、造纸业中心及对外贸易港ロ多集中在南方。1159－1179年，南方人口由1600多万增加到2900多万。
材料二 宋代文学在中国文学发展史上有着特殊地位，它处在一个承前启后的阶段，即处在中国文学从“雅”到“俗”的转变时期。所谓“雅”，即主要流传于社会中上层的文人文学，有诗、词等；所谓“俗”，即主要流传于社会下层的小说、戏曲等。
材料三 它们改变了世界的历史：第一项发明是在文字交流方面，第二项发明是在进行战争方面，而第三项则是在辨别方位方面。…就对人类的巨大影响和力量而言，没有哪一个王国、哪一个宗教或者哲学能够与这三大发明相比。

——弗朗西斯・培根《新工具》

（1）根据材料一并结合所学知识，指出宋代经济格局发生了什么变化。试分析产生变化的原因。
（2）宋代文化繁荣。结合材料二指出宋代主要的文学形式是什么？列举两位代表人物。
（3）根据材料三并结合所学知识，指出宋代哪三大发明领先于世界？
（4）综合上述材料及所学知识，分析宋代科技文化繁荣的原因？