歷史科技:東漢時期張衡發明的地動儀,到底能不能感知地震?

歷史科技:東漢時期張衡發明的地動儀,到底能不能感知地震?

地動儀復原模型圖

“地動儀”大家肯定知道,從小我們就學過關於它的知識。小學的《社會與科學》和初中的歷史課本都有它的有關記載。但是卻又在2017年的歷史課本中刪除了有關於它的內容。這是怎麼回事呢?跟著小編來看一下吧。

地動儀是由我國東漢時期的科學家張衡,所發明的一傳世傑作又稱“候風地動儀”

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張衡和地動儀的雕像

因為張衡所處的東漢時代,地震比較頻繁。使他對地震有不少親身體驗,為了掌握全國地震動態,及時做出應急安排降低損失。他經過長年的研究,終於在東漢陽嘉元年(公元132年)發明了“候風地動儀”,這也是世界上的第一架地動儀 。

地動儀有八個方位,每個方位上都有一條口含龍珠的龍頭,在每個龍頭的下面都有一隻張著嘴的蟾蜍和其對應。任何一方如有地震發生,該方向龍口所含龍珠就會落在蟾蜍嘴裡,根據這個便可測出發生地震的方向。

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地動儀原理圖

關於“候風地動儀”的歷史文獻記載,最早可以追溯到南朝時期。南朝時期的史學家范曄在其編寫的《後漢書》中,《張衡列傳》就有記載:“陽嘉元年,夏造候風地動儀。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,施關發機。外有八龍,首銜銅丸,下有蟾蜍,張口承之。其牙機巧制,皆隱在尊中,覆蓋周密無際。如有地動,尊則振龍機發吐丸,而蟾蜍銜之。振聲激揚,伺者因此覺知。雖一龍發機,而七首不動,尋其方面,乃知震之所在。驗之以事,合契若神。自書典所記,未之有也。嘗一龍機動而地不覺動,京師學者鹹怪其無徵,後數日驛至,果地震隴西,於是皆服其妙。”

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地動儀景觀雕塑

這是最早有關地動儀的記載,意思是說:在陽嘉元年的時候張衡製造出了“候風地動儀”。

用精銅鑄造而成,球面直徑為八尺,蓋頂高高地鼓起,整個外形像一隻盛酒的器皿,體壁上裝飾有篆文、山川、壽龜以及鳥獸等圖案花紋。內部立有中央圍柱,旁邊分出指向八方的軌道,每道上弓形裝置一啟動,彈射箭矢的控鍵就打開了。儀器外部安置了指向八方的金龍,龍頭的嘴裡銜有銅球,下方鑄有蟾蜍,蟾蜍張嘴等著承接龍嘴裡的銅球。

而龍和蟾蜍身上像牙齒一樣上下相錯的機弩製作極為精巧,都隱藏在儀器裡面,蓋上頂蓋後嚴絲合縫。如果發生地震,外罩先振動龍,使機關發動而吐出銅球,蟾蜍便銜在嘴中。振動而發出激越的響聲,監視儀器之人便因此而覺察到地震。只是一隻龍啟動了機關,而其他七隻靜止不動,沿著吐出銅球那條蛟龍所對的方向,便知道地震發生的方位。拿具體的事實來驗證,符應相合而相當靈驗。

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地動儀模型

根據文獻來看,還沒有過這樣的記載呢。曾經有一條蛟龍的機關啟動而地面感覺不到震動,京城的學者們都責怪這架儀器沒有科學依據,幾天以後傳來了訊息,果然是隴西一帶發生了地震,於是大家開始都佩服這架儀器的精妙了。從此以後,朝廷便命令官吏記錄地震所發生的方向。

這只是史書古籍上的寥寥幾筆的描寫,並沒有實物流傳下來。近代有不少科學家和科學愛好者,都曾費盡心血地嘗試復原製造。但由於對於具體機構記載過少,所復原的儀器都不能成功,不能夠讓科學界信服。

例如考古學家王振鐸根據《後漢書》中的記載,結合國外科學家的地震理論,於1951年設計併發明的,事實上這個模型的直立杆原理並不正確,從1960年代起,這個地動儀就不斷地遭受到業內的質疑,這個模型的偏謬和失誤在科學實驗和理論探索下被批得體無完膚。

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候風地動儀模型

在2004年,河南省博物院與國家地震中心組成課題組,聯合研究張衡地動儀新的復原模型。由中國地震臺研究員馮銳教授擔任課題組負責人。根據比《後漢書》年代更早的史料《續漢書》,採用“懸垂擺原理”取代了傳統的“直立杆原理”,成功的把概念模型還原成了科學儀器,真正有了驗震功能。課題組的科研成果在2005年得到了中國科學院、國家博物館、中國地震局等單位的地震學和考古學專家的肯定。

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漢朝

不光在國內,國外對於地動儀也有一個還原模型。是現代地震學的先行者——莊·米爾恩在1883年設計的。也是他第一個把後漢書翻譯成英文,向全世界介紹張衡的。米爾恩在瞭解了張衡地動儀的懸垂擺原理後,於1894年設計出世界上第一臺近代地震儀,也就是說,張衡並不像某一位教授說的那樣,對地震學從沒有產生過任何影響。還是產生過一定影響的,最起碼他把概念提出來了,給了大家一個猜想。

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結構圖

小編認為,我們沒有見到實物,沒有見到它具體的效果。我們不能為了比國外先進1800年的榮譽,就盲目的認為它的存在和它的實用性,因為科學是嚴謹的。但是,更不應該質疑祖先們的智慧,因為有太多的科學技術沒有傳承下來。我們所看到的歷史也只是時間長河中的冰山一角。

也請一些“專家”們,不要榮譽和利益就大肆宣揚和展示那些,連您自都不能信服的成果。說不定張衡製造的那臺“候風地動儀”,就深埋在你現在所站的那塊地下。

對於“地動儀”各位是怎麼看待的?大家留言交流一下唄