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[名人故事]张衡发明地动仪

发表时间:2017-02-24    来源:中国未成年人网综合

  公元132年,我国著名科学家张衡发明了最早的地震仪,称为候风地动仪。它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。当时利用这架仪器成功地测报了西部地区发生的一次地震,引起全国的重视。这比起西方国家用仪器记录地震的历史早一千多年。 

  张衡的另一个有杰出贡献的科学领域是地震学。他的代表作就是震烁古今的候风地动仪的发明。不过,要声明的是,现在中国所见到的地动仪,并不是张衡发明的地动仪,而是后人复原的。张衡发明的地动仪早就毁于战火了,地动仪发明于阳嘉元年(公元132年)。这是他在太史令任上的最后一件大工作。在《后汉书·张衡传》中对这件事有较详细的记载。自19世纪以来即有人力图运用现代科技知识,根据《后汉书》的记载来复原张衡的这项伟大的发明。到了20世纪50年代,王振铎先生“复原”了张衡地动仪(见右图),并且被认为是科学的,甚至广泛的被纳入小学生课本。不过,王振铎复原的地动仪多次在公开场合大出洋像,它要么不能动,要么就是跺脚也会被当成地震,可是人们却误信王振铎的复原就是张衡原本的发明, 国内外学者也因此早就开始不停的否定它。其中不乏言辞激烈者,这给张衡甚至整个中国古代科技的名誉带来很大的负面影响。现今证明,不是张衡的地动仪有错,而是王振铎先生的复原有原理性错误。不过,王振铎在地动仪外型上的复原,还是卓有建树的,这点应该肯定。

  关于地动仪的结构,目前流行的有两个版本:王振铎模型,即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型最近已被基本否定。 另一种模型由地震局冯锐提出,即“都柱”是悬垂摆(见于袁宏的《后汉纪》),摆下方有一个小球,球位于“米”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使龙口张开。另外,冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚(见左图)。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。

  张衡这台仪器性能良好,曾成功测到过陇西的一次地震,据当时记载:“验之以事,合契若神。”甚至可以测到发生在数千里外而在洛阳并无人有震感的地震。这台仪器不仅博得当时人的叹服,就是在今天的科学家看来也无不赞叹。世界上地震频繁,但真正能用仪器来观测地震,在国外,那是19世纪以后的事。候风地动仪乃是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位,但它却超越了世界科技的发展约1800年之久!

编辑:ezhaolingyun    

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