宋元时期，我国科技取得了灿烂的成就，四大发明中的三大发明在这一时期出现或得到广泛的应用。请结合下列材料，回答问题。
材料一
每宇为一印，火烧令坚。先设一铁板，其上以松脂、蜡和纸灰之类冒（覆盖之。欲印，则以一铁范置铁板上，乃密布字印。满铁范为一版，持就火炀（烘烤）之。药稍熔，则以一平板按其面，则字平如砥（平坦的磨刀石）。若止印三二本，未为简易；若印数十百千本，则极为神速。
——《梦溪笔谈》
材料二
忽作一声雳，谓之“爆仗”。则蛮牌者引退，烟花大起。…或就地放烟火之类，又一声爆仗，乐部动《拜新月慢）曲，有面涂青碌，戴面具全睛……又爆仗一声，有假面长髯、殿裹绿袍靴简，如钟馗像者。
——《东京梦华录》
材料三

材料四
宋代是中国历史上最具魅力的时代。中国文明在开始时期比西亚落后得多，但是以后这种局面逐渐被扭转。到了宋代便超越西亚而居于世界最前列。然而由于宋代文明的刺激，欧洲洲文明向前发展了。
——日本宋史学家宫崎市定
（1）仔细阅读材料一，写出这一科技发明的朝代和发明者。结合材料一的内容，说一说这一科技发明的优点及作用。
（2）材料二所描写的是游乐场景，颇近乎西方的万圣节，人们都戴着假面具，值得注意的是，当时燃放烟花爆竹已很盛行。“烟花爆竹”是哪一发明的应用？这一发明除了用来制作烟花爆竹，在当时还开始应用于哪一领域？
（3）材料三中的图一是最早的指南工具，它最早产生于什么时候？图二是罗盘针，又叫指南针，它传入欧洲后，发挥了什么作用？
（4）据材料四概括宫崎市定的主要观点。结合所学知识简述宋元时期科技发达的原因。