“云端话科圣”---张衡文化讲解系列之四精仪测震-南阳市张衡博物馆

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策划/指导:黄迎光撰稿人：付会军解说：祝玉璞

精仪测震

两汉时期在中国历史上是一个自然灾害的群发期，一些学者将其称为“两汉宇宙期”，其重要特征之一就是地震频率明显增加。据《后汉书·五行志》记载，仅从和帝永元四年（公元92年）到顺帝阳嘉元年（公元132年），张衡发明地动仪前的40年间，共发生了31次比较大的地震。这些地震区域有时大到几十个郡国，不少老百姓因此流离失所，苦不堪言。

公元126年，张衡从公车司马令的职位上又重新调回太史令，继续掌管天文、历法等事务。面对频繁的地震灾害给劳动人民带来的灾难，他深感痛心。于是，张衡将大量的精力转向了对地震的研究。经过多年不懈地努力钻研，终于在顺帝阳嘉元年（公元132年），张衡发明了世界上第一台测定地震及其方位的仪器——地动仪，比欧洲发明的同类仪器早了1700多年。这是世界科学史上的空前创举！

根据《后汉书·张衡传》记载，地动仪用精铜铸造而成，其形状像一个酒樽，酒樽的直径为八尺（汉代的一尺约等于现在的23厘米），上面有一个隆起的顶盖，酒樽四周的表面上装饰有篆文、山、龟、鸟、兽等纹饰。 “中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在樽中，覆盖周密无际。”地动仪主要有两部分组成，一部分是感震中枢都柱，另一部分是在都柱的周围与仪器相连接的八个方向的八组机械杠杆，两者都装置在一座密闭的铜仪中。都柱是我国古代建筑中心柱的名称，张衡地动仪中的都柱就是沿用这个定义的。张衡是受到地震灾害中房倒屋塌的启示，利用不稳定平衡原理，在仪器中央安装一根在静止状态下能够直立的柱。如果发生了地震，由于地震波的震动使都柱产生位移，平衡遭受破坏，就会向地震发生的方向倾倒下去，从而推开一组杠杆，使这组杠杆与仪体外部相联的龙头吐出铜丸，落入蟾蜍口中，通过击落的声响和落丸的方向便可知地震发生的方向。

顺帝阳嘉三年（公元134年12月13日），陇西（今甘肃省东南部）地区发生了地震。陇西离洛阳一千多里，放置在洛阳的地动仪向西北方向的一条龙吐出了铜丸，准确地测出了陇西发生的这次地震。朝廷得知消息后，火速前往陇西震灾。当时住在洛阳的人们丝毫没有震感，从洛阳没有震感的情况来分析，地动仪可测出的最低震级为3级左右。这在一千八百多年前，是一项非常伟大的创造！地动仪发明以后，用“验之以事，和契若神”的事实证明了它的准确性和实用性，获得了京师学者和朝廷的认可和肯定。从此，人类开始了远距离测量地震的历史，张衡开启了地震科学的新纪元！

（未完待续）