科技文化九讲/中华文化公开课

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最早测量地震的仪器——候风地动仪 东汉时期，我国各地地震灾害频发，引起地裂山 崩、江河泛滥、房屋倒塌，造成了巨大的损失。为了 掌握全国地震动态，经过长期的研究，张衡发明了世 界上第一架地动仪——候凤地动仪。 东汉时期，经常发生地震。有时候一年一次，也 有时一年两次。发生了一次大地震，就影响到好几十 个郡，城墙、房屋倒坍，还死伤了许多人畜。当时的 封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的征兆，有 的还趁机宣传迷信、欺骗人民。但是，张衡却不信神 ，不信邪，他对记录下来的地震现象经过细心地考察 和反复试验，发明了一个测报地震的仪器，叫作“地 动仪”。 地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似 酒樽。表面作金黄色，上部铸有八条金龙，分别伏在 东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向 。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上 仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央立一根铜柱， 上粗下细。铜柱周围有八根横杆，称为“八道”，各 与一龙头相连。铜柱是震摆装置，八道用来控制和传 导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜 柱就倒向发生地震的方向，推动同一方向的横杆和龙 头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声 ，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。 一颗珠子放在平台上，如果将哪方稍微往下一按， 珠子就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛，将它放 在一张不平的桌子上，它总会向低的一方倒。地动仪 就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远 的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能 准确地测到。 138年2月的一天，张衡的地动仪正对西方的龙嘴 突然张开来，吐出了铜球。按照张衡的设计，这就是 报告西部发生了地震。可是，那一天洛阳一点也没有 地震的迹象，也没有听说附近有哪儿发生了地震。因 此，大伙儿议论纷纷，都说张衡的地动仪是骗人的玩 意儿，甚至有人说他有意造谣生事。过了几天，有人 骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇 西一带发生了大地震，连山都有崩塌下来的。陇西距 洛阳有一千多里，地动仪标示无误，说明它的测震灵 敏度是比较高的。同时张衡对地震波的传播和方向性 也有一定了解，这些成就在当时来说是十分了不起的 ，而欧洲直到1880年，才制成与地动仪类似的仪器， 比起张衡的发明足足晚了1700多年。 延伸阅读 1700多年前，地动仪神秘消失，它的模样和工作 原理成为千古谜团。 2004年8月，河南博物院与中国地震台网中心组 成课题组，联合研究张衡地动仪新的复原模型。在研 制过程中，著名科学家冯锐还采用了一些新技术、新 方法，即利用洛阳地震台接收到的现代陇西地震记录