張衡發明的地動儀能預測地震？有科學依據嗎？

大傢好，這裡是小編，今天給大傢說說張衡的故事，歡迎關註哦。

翻開我們五千年的地震歷史，站在C位的那個人，叫“張衡”。他與他發明的“地動儀”，似乎是許多孩子對於地震知識的啟蒙。

可是疑問也隨之而來：既然“地動儀”對於監測地震非常靈敏，為何如今沒有被普及?反倒是這段關於地動儀的內容，被悄然從教科書中刪除瞭。這不禁引起瞭我們的疑問：地動儀，真的能準確預測地震嗎?

張衡與地動儀：

教科書中的地動儀裝置，外表像個酒壇。那酒壇上附有八條龍，每條龍嘴裡含著一顆珠子。當某個方位將有地震時，其對應方位的龍嘴會自動打開，龍口中含著的珠子就會掉落至下方的蛤蟆口中。古人使用公元132年由東漢著名天文學傢張衡發明的這套裝置，來判斷某方位將有地震發生。

在歷史上，記載瞭地動儀曾成功預測到一次地震。那天，一條龍嘴中的機關被觸發瞭。但大傢都沒有感覺到地面有震動，大傢覺得張衡騙瞭他們。但幾天後突然使者送信來，說距離洛陽一千多裡的金城、隴西一帶發生瞭大地震，方位與被觸發機關的龍嘴一致。自此以後，張衡被奉為中國古代地震第一人。

為何地動儀被從教科書中移除瞭?

在2010年以前的人教版教材中，曾經介紹瞭張衡和他的地動儀。課文中是這樣寫的：

科學傢張衡制造瞭一種儀器，能測定地震方向，叫做地動儀。這是世界公認的最早的地震儀器。

可是在2016年的部編本教材和2017年的統編本教材中，關於張衡和地動儀的這段介紹卻被悄然移除瞭。難道地動儀是“不靈”瞭嗎?

《後漢書張衡傳》：“陽嘉元年，復造候風地動儀。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，首銜鋼丸，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。振聲激楊，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。嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征。後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。自此以後，乃令史官記地動所從方起。”

因為年代實在太過久遠，張衡發明的地動儀一號機早已失傳，他也沒有留下圖樣或者詳細描述。之前我們在教科書中看到的地動儀，是1951年由一個叫王振鐸的人，根據這196個字，結合自己的想象復原而成的。隨後這臺地震儀的照片與介紹文字，被選入教科書上。但後來這臺地動儀在學界的爭議很大，因為它經過實際測試，仿佛無法使用。最終判定，這臺於1951年由王振鐸復原的地動儀模型，由於復原原理有誤，所以從教科書中移除瞭。但我們認為雖然王振鐸復原的地動儀無法“正常工作”，卻不代表1800多年前的那臺也“無法工作”。

▲教科書中王振鐸復原的地動儀模型原理圖，現認為有誤。

此後，科學傢與史學傢合作，尋找問題的關鍵點。史書上那段關於地動儀的記載中，有一段寫的十分曖昧：

中有都柱，傍行八道，，施關發機，外有八龍，首銜鋼丸，下有蟾蜍，張口承之。

雖然史料中對於地動儀的外觀描述極為詳盡，但開頭那句“中有都柱”，是什麼意思?這個“都柱”部分，顯然就是地動儀最核心的技術，也就是它的心臟。那麼這顆“心臟”，是什麼樣的設計原理?用瞭什麼材料?對此，我們一無所知。

其實，從1875年到現在的100多年間，有無數的科學傢在這個領域進行探索。曾經有13種概念性的地動儀復原模型，包括王振鐸的作品在內，都無法“正常工作”。大量的實驗失敗後，有些人已經不相信有地動儀的存在。

但好在隨著時間的流逝，我們的認知與科技也在不斷進步。近年來，中國地震臺網中心研究員馮銳及其團隊發現瞭《後漢書·張衡傳》撰寫之前，有7份對地動儀有記載的古版刻本，說明史料記載不是孤證。他們堅信張衡地動儀肯定存在，而且是會工作的。於是，重新復制地動儀的工作，被再次提上日程。

2002年，由馮銳任課題組組長，組員有國傢博物館、河南省博物院、北京機械工業自動化所、清華大學美術學院等單位的專傢們。經過專傢們6年的通力合作，終於在2008年復原出一臺能夠正常工作的地動儀。這臺1/6原大模型，如今被放置於國傢地震局大廳之中。

那麼，王振鐸和馮銳的復原模型，有何區別呢?

王振鐸模型：即“都柱”是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機關在“都柱”周圍。這一種模型已被基本否定。

馮銳模型：即“都柱”是懸垂擺(見袁宏《後漢紀》)，擺下方有一個小球，球位於“米”字形滑道交匯處(即《後漢書·張衡傳》中所說的“關”)，地震時，“都柱”撥動小球，小球擊發控制龍口的機關，使龍口張開。另外，馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體並充當儀器的腳。該模型經模擬測試，結果與歷史記載吻合。