震，据史书记载，从公元92年到139年，京城洛阳等地先后发生过20次地震，其中6次是破坏性较大的地震。张衡目睹地震后的惨状，痛心不已，在完成太史令的本职工作之余，他还收集各地的地震情况，记录各地震情，以便能及时掌握全国各地的地震情况，并立志研制出能够预测地震的仪器，解救黎民于水火。经过多年的研究和反复的试验，张衡终于于阳嘉元年（132年）制成了当时世界上第一架观测和记录地震的仪器—候风地动仪。



据《后汉书·张衡传》记载，候风地动仪“以精铜铸成，圆径八尺”，“形似酒樽”，上有隆起的圆盖，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部中央立着一根铜质“都柱”，柱旁有八条通道，称为“八道”，道中安有“牙机”。仪体外部周围铸有八条龙，头朝下，尾朝上，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部通道中的发动机关相连，每个龙头嘴里都衔有一个铜球。对着龙头，八个蟾蜍蹲在地上，个个仰头张嘴，准备承接铜球。当某个地方发生地震时，地动仪内部的“都柱”就发生倾斜，触动牙机，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，球落到铜蟾蜍的嘴里，发出

很大的声响。



　　地动仪研制出来以后，张衡将其安置在都城洛阳，起初满朝文武都不相信这台地动仪能够测出地震的方向，并对张衡处处诘难非议，直至和顺三年准确测出了陇西约里氏6.5级的地震后，朝野上下才“众服其妙”。



　　一些科技史著作声称，张衡制造的候风地动仪比西方第一台地震仪（意大利人路吉·帕米里制造于1856年）早了1700多年。但是张衡发明的候风地动仪没有能够流传下来，史书中对它的记录仅见于西晋范晔所著的《后汉书·张衡传》中短短的196个字，于是张衡的地动仪成了千古不解的谜团，我们今天看到的地动仪是考古学家王振铎多年考证研究后于1951年制作的仿制品。



　　那么，张衡发明的候风地动仪真的可以预测地震吗？它的科学依据是什么呢？

首先，候风地动仪绝不是地震预测仪。它只有在地震发生之后才起作用，只不过能比驿卒更早地通知京城的人，古人于是就认为它能够预测地震。



　　其次，根据地震波的传播机理

，候风地动仪是不太可能做到“验之以事，合契若神”的。地震发生时，从震源会发出两种波：一种是纵波（又称P波），它引起的物体震动方向和波的前进方向一致；另一种叫横波（S波），它引起的物体震动方向和波的前进方向垂直。纵波的速度比横波快，因此最先到达地面，形成地震波中的初波。据初波的震动方向就可以知道震源方向。但初波非常微弱，因为它只是从震源直直地向着地震波接收处地面传播而来的P波，而这部分P波携带的能量只占地震波全部能量的一小部分。如果候风地动仪能敏感到对“第一哨”初波就做出响应，那么有许多别的和地震无关的震动，比如在它附近跺脚，便能引起它的反应，从而让人误把许多不是地震的震动也当成是地震。但如果要让候风地动仪保持一定的“迟钝”性，它又有可能无法“感觉”到地震的初波，直到之后的各种波陆续传来时才被“惊醒”，可是这些迟来的波的震动方向已经完全不能代表震源的方向了。



　　更何况，记录一次地震必须有三个要素：发震时刻、震中位置和震级（地震强度）。候风地动仪只能记录震中方向。几台地动仪“联网”也可测出震中位置，但它却无法记录发震时刻，更无法记录震级。因此

，从现代地震学的角度来看，候风地动仪并不能预测地震，因为直到现在地震预测仍是全球性的难题。但是，据学者考证，张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理，同时他对地震波的传播和方向性也有所了解。所以在当时落后的生产力条件下，这些成就在当时来说是十分了不起的，张衡的这一伟大发明确属难能可贵，也足以奠定了他“科圣”的历史地位。



　　那么，张衡为何能在当时落后的条件下做出如此出色的科学成就？

这和他一贯坚持唯物主义，反对唯心主义和迷信思想的个性是密不可分的。东汉初年，谶纬迷信已闹得乌烟瘴气，一般学者大谈“谶纬图录”，鬼话连篇，借以谋求富贵。当时地震频发，人

上一页  [1] [2] [3] 下一页