张衡的地动仪,真能预测地震吗?它为何被移出了教科书?
最近,“地震”一词又频频登上热搜。
翻开我们五千年的地震历史,站在C位的那个人,叫“张衡”。他与他发明的“地动仪”,似乎是许多孩子对于地震知识的启蒙。
▲东汉时期著名天文学家张衡。
可是疑问也随之而来:既然“地动仪”对于监测地震非常灵敏,为何如今没有被普及?反倒是这段关于地动仪的内容,被悄然从教科书中删除了。这不禁引起了我们的疑问:地动仪,真的能准确预测地震吗?
张衡与地动仪:
教科书中的地动仪装置,外表像个酒坛。那酒坛上附有八条龙,每条龙嘴里含着一颗珠子。当某个方位将有地震时,其对应方位的龙嘴会自动打开,龙口中含着的珠子就会掉落至下方的蛤蟆口中。古人使用公元132年由东汉著名天文学家张衡发明的这套装置,来判断某方位将有地震发生。
▲外国领导人参观地动仪(王振铎模型)。
在历史上,记载了地动仪曾成功预测到一次地震。那天,一条龙嘴中的机关被触发了。但大家都没有感觉到地面有震动,大家觉得张衡骗了他们。但几天后突然使者送信来,说距离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震,方位与被触发机关的龙嘴一致。自此以后,张衡被奉为中国古代地震第一人。
为何地动仪被从教科书中移除了?
在2010年以前的人教版教材中,曾经介绍了张衡和他的地动仪。课文中是这样写的:
科学家张衡制造了一种仪器,能测定地震方向,叫做地动仪。这是世界公认的最早的地震仪器。
可是在2016年的部编本教材和2017年的统编本教材中,关于张衡和地动仪的这段介绍却被悄然移除了。难道地动仪是“不灵”了吗?
▲教科书中王振铎复原的地动仪模型,原理有误。
在西奇妹回答这个问题之前,我们先来看一段史料中关于地动仪的描述(太长可不看,直接看小妹的总结)。
《后汉书张衡传》:“阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机,外有八龙,首衔钢丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振龙,机发吐丸,而蟾蜍衔之。振声激杨,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征。后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起。”
因为年代实在太过久远,张衡发明的地动仪一号机早已失传,他也没有留下图样或者详细描述。之前我们在教科书中看到的地动仪,是1951年由一个叫王振铎的人,根据这196个字,结合自己的想象复原而成的。随后这台地震仪的照片与介绍文字,被选入教科书上。但后来这台地动仪在学界的争议很大,因为它经过实际测试,仿佛无法使用。最终判定,这台于1951年由王振铎复原的地动仪模型,由于复原原理有误,所以从教科书中移除了。但我们认为虽然王振铎复原的地动仪无法“正常工作”,却不代表1800多年前的那台也“无法工作”。
▲教科书中王振铎复原的地动仪模型原理图,现认为有误。
此后,科学家与史学家合作,寻找问题的关键点。史书上那段关于地动仪的记载中,有一段写的十分暧昧:
中有都柱,傍行八道,,施关发机,外有八龙,首衔钢丸,下有蟾蜍,张口承之。
虽然史料中对于地动仪的外观描述极为详尽,但开头那句“中有都柱”,是什么意思?这个“都柱”部分,显然就是地动仪最核心的技术,也就是它的心脏。那么这颗“心脏”,是什么样的设计原理?用了什么材料?对此,我们一无所知。
其实,从1875年到现在的100多年间,有无数的科学家在这个领域进行探索。曾经有13种概念性的地动仪复原模型,包括王振铎的作品在内,都无法“正常工作”。大量的实验失败后,有些人已经不相信有地动仪的存在。
▲冯锐团队复原的地动仪及原理图,该模型现放置于国家地震局大厅之中。
但好在随着时间的流逝,我们的认知与科技也在不断进步。近年来,中国地震台网中心研究员冯锐及其团队发现了《后汉书·张衡传》撰写之前,有7份对地动仪有记载的古版刻本,说明史料记载不是孤证。他们坚信张衡地动仪肯定存在,而且是会工作的。于是,重新复制地动仪的工作,被再次提上日程。
2002年,由冯锐任课题组组长,组员有国家博物馆、河南省博物院、北京机械工业自动化所、清华大学美术学院等单位的专家们。经过专家们6年的通力合作,终于在2008年复原出一台能够正常工作的地动仪。这台1/6原大模型,如今被放置于国家地震局大厅之中。
▲除了地动仪,张衡还发明了浑天仪(上图)。
那么,王振铎和冯锐的复原模型,有何区别呢?
王振铎模型:即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型已被基本否定。
冯锐模型:即“都柱”是悬垂摆(见袁宏《后汉纪》),摆下方有一个小球,球位于“米”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使龙口张开。另外,冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。
这个原理,你们看懂了吗?
1800多年前的张衡,你得有多厉害?我们,差点就被你整疯了。
对此,你怎么看呢?欢迎留言给西奇妹,发表你的想法。
-------------------------------------------------------
作者:西奇妹
本文由西奇博物馆原创发布。未经许可,严禁转载!
相关文章
-
走进“匈牙利”,带你感受不一样的国度,和你想象的完全不一样
-
[多图]巴丹死亡行军:日军残酷虐杀四万美军战俘不手软
-
青弋江灌区工程历史回望
-
地球最北渔村仅23位居民,政府:答应个条件就给你们修高速
-
山本五十六对日军有多重要?为何说他的死宣告日军太平洋战争失败
-
它是吃鸡决赛圈的高手必备武器,回归现实处境却很尴尬
-
不靠侵犯与掠夺的蓬勃向上的国家
-
吴清源:我为什么加入日本国籍
-
人类古代史极简表
-
这款欧洲中世纪真人“吃鸡”游戏,凶狠到国王都驾崩了
-
这个国家让日本人闻风丧胆,日军被埋腐烂而死,还处死140名战犯
-
二战中,如果没有美国的两颗原子弹,日本人会投降吗?
-
二战后,这个日本大将为了忏悔,回老家教了30年英语
-
西拉米当年情商太低,挤兑泰王原配抢C位,得罪育坤家族不自知
-
珠海航展的飞机列表流出,歼20不见其踪,攻击2无人机将亮相
-
当别人问你“贵姓”时,哪几个姓氏不用说免贵也很有礼貌,有你吗?
-
美式装备、美式伙食、美式训练,中国驻印军的历史真相!
-
21天歼灭德军17个师:140万苏军打疯了,希特勒被打懵了!
-
史上最大的汉奸,变卖家产为日本鬼子捐40架飞机,受到天皇的召见
-
中美北部湾空战 美机导弹自摆乌龙
-
让许多人鲜少知晓,在历史上真实存在的9个奇怪的工作
-
只是为了好看?九环刀上的铁环究竟是干什么用的?
-
亮剑:同为团一级编制,为什么28团可以比新1团多上2000人马?
-
[图文]中国无人攻击机亮相 挂中国版地狱火导弹
-
华人海外称王独一人,泰国吞武里王朝郑信大帝
-
被称“二战谍王”,影响了苏联战争决策的佐尔格,为何暴露了身份
-
一代宗师霍元甲死亡之谜,79年后开棺终得验证,日本人沉默了
-
第一次世界大战后气焰嚣张的日本为何要向美英低头服软
-
在商丘这座古园里,可以“穿越时空”3000年!