一場突如其來的大地震，使無數(shù)人都將目光聚集到兩千年前的張衡身上，這位“科圣”發(fā)明的地動儀，到底是干什么的？怎么測地震的？
候風(fēng)地動儀是漢代科學(xué)家張衡的傳世杰作。在張衡所處的東漢時代，地震比較頻繁。據(jù)《后漢書·五行志》記載，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年間，共發(fā)生了二十六次大的地震。地震區(qū)有時大到幾十個郡，引起地裂山崩、江河泛濫、房屋倒塌，造成了巨大的損失。張衡對地震有不少親身體驗(yàn)。為了掌握全國地震動態(tài)，他經(jīng)過長年研究，終于在陽嘉元年（公元132年）發(fā)明了候風(fēng)地動儀──世界上第一架地震儀。
據(jù)《后漢書·張衡傳》記載，候風(fēng)地動儀“以精銅鑄成，圓徑八尺”，“形似酒樽”，上有隆起的圓蓋，儀器的外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形。儀器的內(nèi)部中央有一根銅質(zhì)“都柱”，柱旁有八條通道，稱為“八道，還有巧妙的機(jī)關(guān)。儀體外部周圍有八個龍，按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北八個方向布列。龍頭和內(nèi)部通道中的發(fā)動機(jī)關(guān)相連，每個龍頭嘴里都銜有一個銅球。對著龍頭，八個蟾蜍蹲在地上，個個昂頭張嘴，準(zhǔn)備承接銅球。當(dāng)某個地方發(fā)生地震時，樽體隨之運(yùn)動，觸動機(jī)關(guān)，使發(fā)生地震方向的龍頭張開嘴，吐出銅球，落到銅蟾蜍的嘴里，發(fā)生很大的聲響。于是人們就可以知道地震發(fā)生的方向。
漢順帝陽嘉三年十一月壬寅（公元134年12月13日），地動儀的一個龍機(jī)突然發(fā)動，吐出了銅球，掉進(jìn)了那個蟾蜍的嘴里。當(dāng)時在京城（洛陽）的人們卻絲毫沒有感覺到地震的跡象，于是有人開始議論紛紛，責(zé)怪地動儀不靈驗(yàn)。沒過幾天，隴西（今甘肅省天水地區(qū)）有人飛馬來報(bào)，證實(shí)那里前幾天確實(shí)發(fā)生了地震，于是人們開始對張衡的高超技術(shù)極為信服。隴西距洛陽有一千多里，地動儀標(biāo)示無誤，說明它的測震靈敏度是比較高的。
據(jù)學(xué)者們考證，張衡在當(dāng)時已經(jīng)利用了力學(xué)上的慣性原理，“都柱”實(shí)際上起到的正是慣性擺的作用。同時張衡對地震波的傳播和方向性也一定有所了解，這些成就在當(dāng)時來說是十分了不起的，而歐洲直到1880年，才制成與此類似的儀器，比起張衡的發(fā)明足足晚了一千七百多年。
關(guān)于地動儀的結(jié)構(gòu)，目前流行的有兩個版本：王振鐸模型（1951年），即“都柱”是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機(jī)關(guān)在“都柱”周圍。這一種模型最近已被基本否定。另一種模型由地震局馮銳（2005年）提出，即“都柱”是懸垂擺，擺下方有一個小球，球位于“米”字形滑道交匯處（即《后漢書·張衡傳》中所說的“關(guān)”），地震時，“都柱”撥動小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開。另外，馮銳模型還把蛤蟆由面向樽體改為背向樽體并充當(dāng)儀器的腳。該模型經(jīng)模擬測試，結(jié)果與歷史記載吻合。
值得注意的是，不管哪種形式的地動儀，都是震后測定，而非震前預(yù)測。
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