【簡(jiǎn)介：】張衡地動(dòng)儀是中國(guó)古代科技的代表，入選中小學(xué)歷史課本，被中國(guó)地震局當(dāng)作標(biāo)志沿用幾十年，是聯(lián)合國(guó)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織總部中的陳列品。
但是，張衡地動(dòng)儀從來就沒有出土過，課本上的照
張衡地動(dòng)儀是中國(guó)古代科技的代表，入選中小學(xué)歷史課本，被中國(guó)地震局當(dāng)作標(biāo)志沿用幾十年，是聯(lián)合國(guó)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織總部中的陳列品。
但是，張衡地動(dòng)儀從來就沒有出土過，課本上的照片只是考古學(xué)者王振鐸（1912-1992年）于1951年設(shè)計(jì)的模型，設(shè)計(jì)所依據(jù)的是僅僅是《后漢書·張衡傳》中196個(gè)字的描述，現(xiàn)在的課本已經(jīng)增加了“模型”兩字。
對(duì)張衡地動(dòng)儀的復(fù)原研究早已有之，早期的有1875年的日本人服部一三、1883年的英國(guó)人米爾恩等人。王振鐸是較早的國(guó)內(nèi)研究者，也是較有影響力的一位，他所復(fù)原地動(dòng)儀的核心原理是“直立桿”。
“直立桿”原理如下圖所示，中間有個(gè)直立的桿子，地震時(shí)的震動(dòng)會(huì)令其傾倒，然后觸動(dòng)某一個(gè)方向的開關(guān)，這跟人們?cè)诩依锏匕迳系沽⒁粋€(gè)啤酒瓶報(bào)告地震是一個(gè)道理。
但這種“直立桿”有兩個(gè)致命的問題，一是方向沒準(zhǔn)，這跟地動(dòng)儀能判定地震方位的說法相悖；二是不能篩選出地震的震動(dòng)，如果地動(dòng)儀敏感到能檢測(cè)出遠(yuǎn)處地震的極微弱震動(dòng)，甚至人們沒有感覺時(shí)就能觸發(fā)（這是古籍的說法），那地動(dòng)儀附近的腳步震動(dòng)，略遠(yuǎn)處的打夯等都應(yīng)會(huì)觸發(fā)地動(dòng)儀動(dòng)作。
“直立桿”結(jié)構(gòu)早在18世紀(jì)就已經(jīng)被嚴(yán)格的地震學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和地震檢驗(yàn)所淘汰，它根本就不具有可行性。
張衡地動(dòng)儀研究專家、中國(guó)地震局地球物理研究所馮銳研究員在文中說到“對(duì)這個(gè)普遍宣傳的測(cè)震直立桿，主管單位和設(shè)計(jì)人居然在幾十年間從來沒有做過一次科學(xué)實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)，便列入我國(guó)中小學(xué)課本中一代又一代昏昏昭昭地講了半個(gè)多世紀(jì)，講者與聽者實(shí)際上都是處于一種似是而非的滿足、似明又暗的迷茫中，背離了科學(xué)實(shí)踐的基本原則。
為了演示測(cè)震效果，近年來的一些單位甚至發(fā)展到在模型內(nèi)部安放電器和彈簧結(jié)構(gòu)來造假，難怪有的老師驚呼：不知道成千上萬的教師是如何講解地動(dòng)儀的?！?/p>
中國(guó)地震學(xué)奠基人傅承義院士曾在1976年當(dāng)面告訴王振鐸先生，稱他的設(shè)計(jì)有致命錯(cuò)誤，英國(guó)李約瑟院士、美國(guó)地震學(xué)家博爾特院士、日本地球物理學(xué)家力武常次等都撰文批評(píng)了這個(gè)模型。 直立桿模型在學(xué)術(shù)界已經(jīng)被徹底推翻了，死得透透的了，但它依然在課本上堅(jiān)挺地存在著。
2003年10月，馮銳研究員牽頭組織了9個(gè)單位的地震學(xué)家、歷史學(xué)家、考古學(xué)家、自動(dòng)化學(xué)家、美術(shù)家的專題研究組，經(jīng)過5年的研究，設(shè)計(jì)出了一個(gè)新的復(fù)原模型。與王振鐸的“直立桿”原理不同，馮銳研究員采用是是“懸垂擺”原理，簡(jiǎn)單地說，“直立桿”相當(dāng)于倒立的啤酒瓶，而“懸垂擺”相當(dāng)于家里的吊燈。
“懸垂擺”對(duì)人們的腳步和打夯等垂直震動(dòng)不敏感，對(duì)地震的橫向波動(dòng)敏感，它的抗擾性能更好，在驗(yàn)震方面比“直立桿”更科學(xué)。馮銳團(tuán)隊(duì)在研究“懸垂擺”模型時(shí)使用了大量“剪切性力源”等現(xiàn)代科學(xué)概念和方法，終于做出了新模型。
據(jù)說做過實(shí)驗(yàn)，在震臺(tái)上人為設(shè)置震動(dòng)，某方向的珠子會(huì)掉下來，但后來經(jīng)歷過多次地震，卻從來沒有真的起過一次作用。
事實(shí)已經(jīng)非常清楚，張衡地動(dòng)儀只是個(gè)不靠譜的傳說。歷史上的張衡有4篇涉及日食地震的文章，全部是用“妖星見于上，震裂著于下，天誡詳矣”的占卜觀進(jìn)行解釋的，為此主張“明烽火，遠(yuǎn)斥候，深藏固閉，無令谷畜外露”以“取媚神祇，自求多?！?。
當(dāng)年地動(dòng)儀問世后，張衡多次上書借“上天懲誡”之兇兆議論朝綱，強(qiáng)調(diào)對(duì)地震要遵從禮制、祭天祀地，迫使順帝京師地震后的次日首次下罪已詔，并且連續(xù)兩年罷免了四位高官 。張衡對(duì)地震的權(quán)威解讀權(quán)和對(duì)皇帝的巨大影響力，令朝廷官員對(duì)他非常恐懼和嫉恨，張衡后來被排擠最終失勢(shì)。
我們的祖先智慧勤勞，留下了璀璨的文明和歷史，張衡無疑是他所在年代非常智慧的人，他的神鬼觀是歷史的局限，我們后人當(dāng)然不能跨越時(shí)空去嘲諷古人，但也不必對(duì)古人盲目崇拜，甚至到了迷信的地步。
當(dāng)代中國(guó)人也同樣智慧勤勞，這些年的迅猛發(fā)展早已經(jīng)令世人刮目，根本不必靠那些似是而非的中國(guó)古代科學(xué)找自信，實(shí)事求是才是最大的自信。
首先需要說明的是，目前為止張衡地動(dòng)儀的真品原件是不存在的。從張衡生活的東漢到現(xiàn)在將近兩千年，張衡地動(dòng)儀的原件沒有能夠穿越時(shí)光被保存下來也是可以理解的事。所以現(xiàn)在博物館的展品應(yīng)該說是仿制品，連復(fù)制品都算不上，因?yàn)椴⒉荒芡耆宄埡獾貏?dòng)儀的工作原理。仿制者按照自己的理解去研究生成，那就不能叫作“張衡地動(dòng)儀”。
張衡地動(dòng)儀是否有存在的真實(shí)性？首先，《后漢書*張衡列傳》里關(guān)于張衡地動(dòng)儀的記載，提到“陽嘉元年，復(fù)造候風(fēng)地動(dòng)儀。以精銅鑄成，員徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱，傍行八道，施關(guān)發(fā)機(jī)。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。”這是關(guān)于張衡所造的“侯風(fēng)地動(dòng)儀”的具體描述，主要描繪的是外形，非常細(xì)致。但關(guān)于地動(dòng)儀的工作原理并沒有詳細(xì)解釋，只說“牙機(jī)巧制，皆隱在尊中”。地動(dòng)儀的作用效果也講到了，“如有地動(dòng)，尊則振龍機(jī)發(fā)吐丸，而蟾蜍銜之?！?/p>
《后漢書》說得很清楚，候風(fēng)地動(dòng)儀能感知有地震的方向，僅僅是感知。并說地震級(jí)別的大小在地動(dòng)儀報(bào)警時(shí)有什么不同。如果仿制者照樣畫葫蘆地做了一個(gè)自以為和史籍描寫外形一樣的儀器就說復(fù)雜了地動(dòng)儀，而這個(gè)復(fù)原的地動(dòng)儀在感知上有問題或是測(cè)不出震級(jí)大小，這些都要怪罪到張衡身上，這是不公平的。
史籍對(duì)張衡地動(dòng)儀的記載也不是孤證。魏晉南北朝時(shí)期的幾種史書都有這個(gè)記錄。西晉司馬彪《續(xù)漢書》、東晉袁宏《后漢紀(jì)》、南朝宋范曄《后漢書》都有關(guān)于地動(dòng)儀的記載。
另外，能證明張衡地動(dòng)儀存在的正是中國(guó)古代的科技發(fā)展史背景。地動(dòng)儀不是憑空出現(xiàn)的，它存在的基礎(chǔ)就是古代對(duì)于天、地、宇宙等概念很早就開始探索，并一步步加深了解。比如《列子》里記載的那個(gè)“杞人憂天”的故事。表面上看起來是一個(gè)戰(zhàn)國(guó)思想家在講一個(gè)小國(guó)的國(guó)人去憂慮那些與他無關(guān)的不切實(shí)際的事，而從側(cè)面則正好證明了中國(guó)古代很早就有了天、地的意識(shí)并開始探索。
故事里的“杞國(guó)”是個(gè)很古老的方國(guó)，從上古三代的夏一直到戰(zhàn)國(guó)，延綿的時(shí)間很長(zhǎng)。杞國(guó)地處河南，國(guó)君姒姓，傳說是大禹后人。故事里的杞國(guó)人擔(dān)心“天地崩墜”，并為此憂慮得吃不下飯、睡不著覺。這個(gè)“天地崩墜”真的是無聊多余的擔(dān)心嗎？難道這里面沒有地震的影子？
張衡所生活的時(shí)代已經(jīng)有關(guān)于天文的探測(cè)。現(xiàn)存的“靈臺(tái)故址”就是東漢時(shí)期的國(guó)家天文臺(tái)。也許是因?yàn)樘烀f流行，中國(guó)古代關(guān)于天文觀測(cè)、天象記錄的例子非常多。
張衡自己就是曾經(jīng)在東漢掌管天文的官員，他自己寫過一部天文學(xué)著作《靈憲》，用以論述宇宙生成和演化的思想。他甚至能測(cè)量計(jì)算出太陽、月亮的視直徑。
對(duì)于地震的研究只是張衡的研究項(xiàng)目之一，這個(gè)研究是建立在他精通天文學(xué)、數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上。而自己制造儀器這也是張衡的強(qiáng)項(xiàng)，比如指南車、記里鼓等。與張衡同時(shí)代的崔瑗說他“數(shù)術(shù)窮天地，制作侔造化”。
