掛塊肉都比它強!教科書“消失”的地動儀模型造假了嗎?很複雜!

2017年統編本初中歷史教材七年級上冊有關張衡及其候風地動儀的內容,突然莫名其妙地“消失不見”了。經媒體報道後在網上引發了“軒然大波”,部分網友直指編制者“數典忘祖”!

要知道張衡和地動儀給80後、90後留下了深刻記憶,畢竟是每次考試的“畫圈物件”。後來媒體向人民教育出版社求證得知,關於張衡及地動儀的內容並未消失,而是出於編排需要做了調整。

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之所以引發大量網友激烈討論,因為將地動儀刪除教材或修改的聲音愈演愈烈,並在近年逐漸佔據“上風”。那麼地動儀到底怎麼了?為何部分研究人員直言:印在教材中的那個原地動儀模型屁作用沒有!

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事實上,教材中的地動儀模型是一位名叫王振鐸的老先生根據古代文獻復原而來,製作完成後並未立即進行驗證,這就為日後實驗、展覽中“屢屢暴露”埋下了隱患。1969年後美國、奧地利、荷蘭、日本,包括中國在內的眾多研究者陸續發表了針對地動儀復原模型的質疑文章,指出按照模型中應用的原理、技術不可能監測到地震訊號!

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博爾特院士是美國知名的地震專家,對地震形成、發生頗有研究,他在瞭解地動儀模型後發文:中國地動儀模型機械構造過於簡單、粗糙,而且零件、材料之間磨損大、阻力強,對地震訊號監測及反應將會大打折扣,甚至毫無效果。

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最尷尬的一幕發生在1988年,這一年地動儀來到日本奈良展出,我國解說員向日本民眾介紹該地動儀可監測到極其微弱的訊號,但最後只能用木棒頂了下作用器,龍嘴裡的銅球才“應聲落地”進入蟾蜍嘴中。

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既然如此,為何這個粗糙的地動儀模型還會印到課本、書籍、郵票中呢?原來裡面大有文章。

新中國成立後,文化部文物局博物館接到到一個特殊任務——複製一批可代表古代先進科技、文明的器物,作為日後博物館陳列、展覽之用,大名鼎鼎的候風地動儀就包含其中,而且還是重點複製物件。開篇提到的王振鐸當時任博物館的處長,這個任務落在他的頭上。

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王振鐸成為第一個吃螃蟹的人,還真不是隨意挑選的。上世紀三四十年代先後有日本、英國、德國學者開始複製我國候風地動儀,王振鐸見狀也萌生了複製地動儀的想法:1936年,第一套地動儀模型草圖繪製完成,並提出了採用“懸垂擺”結構原理的設想,但因為種種原因複製工作一度擱淺。

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等1951年再次複製複製地動儀時,王振鐸吸收了日本人今村明恆、萩原尊禮在地動儀直立杆工作原理的研究及其他方面的成果,由於任務緊急,綜合考慮下中華王振鐸放棄了早期堅持的“懸垂擺”原理,並在1年後成功複製了1:10比例的地動儀模型,訊息一出立即得到了廣泛關注,各種榮譽、展出也紛至沓來。

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地動儀模型曾在聯合國世界智慧財產權總部展覽,與美國航天員從月球帶來的月壤並列,其分量不言而喻。1972年尼克松訪華時,特意觀看了地動儀模型,並進行了一次“親密接觸”。更重要的是,地動儀模型開始登上了小學、初中的課本,所以到如今在很多人心裡:古代張衡發明的地動儀,就應該是這個樣子。

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隨著時間推移,批評王振鐸複製的地動儀模型準確性的聲音越來越多,就連王振鐸的朋友傅承義院士也調侃道:房梁下吊塊肉都比你的模型強!傅承義院士是我國地震學奠基人,在地震領域研究碩果豐碩。

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但不可否認的是,即便是對模型的批評這麼狠,但少有人對古代張衡地動儀準確性產生懷疑,因為實打實的“成績”就在那擺著!《後漢書·張衡列傳》中記載,“如有地動,尊則振龍機發吐丸,而蟾蜍銜之。振聲激揚,因此覺知……驗之以事,合契若神。”。

而我國科研工作者馮銳帶領團隊結合古籍地名、歷史背景及張衡生平,更重要的是地震知識,推算出張衡監測到地震是134年的隴西地震,不少人支援這一研究成果。

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那麼王振鐸復原的地動儀模型到底哪個環節出現了偏差?為徹底弄清這一問題,河南博物院在2003年張榜招,計劃復原出具有實際應用的地動儀,並與中國地震臺網中心在2004年8月成了課題小組,可見力度之大。

等2009年9月20日中國科技館新館開幕時,新的地動儀模型令觀眾眼前一亮。新的地動儀解決一個難題,即只對橫波產生反應,而對縱波震動及雜亂訊號不起作用:前者訊號主要來自地震,而後者可能是機器轟鳴、鞭炮聲、關門聲等等。

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馮銳團隊採用的懸垂擺理論更符合實際情況。常見物體震動產生的干擾波,看似雜亂無章,其實大部分是在垂直方向傳播。地震波動則不同,它分為橫波、縱波和麵波,縱波使地面發生上下振動,具有傳播速度快、衰減快的特點,而真正常見的是橫波,可使地面發生前後、左右抖動,傳播速度相對慢一些,衰減也慢一些,但威力大、破壞力強。比如地震中常看到的懸著的燈搖擺大部分是橫波所致。

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馮銳團隊復原的新地動儀在高達168小時的強幹擾實驗中,經受住了科研人員縱波、橫波及各種干擾波的“襲擊”,監測到的資料無一失誤,這也是為何大部分科研人員指出新地動儀的原因。

後來馮銳團隊向教育部提出了建議,並得到教育部的認可,刪除了舊版的地動儀,並特意介紹了地動儀原來的幾種解釋。到底還有沒有更符合古代張衡地動儀的原理,還需要進一步探究!

原創:老高