李少侠

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，首衔铜丸，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，尊则震，龙发机，吐丸而蟾蜍衔之。震声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方向，乃知震之所在。

一一《后汉书·张衡传》

缘起

东汉年间，地震频发，震区时至数十郡。地裂、地陷、山崩、水涌，生灵涂炭。

时逢迷信思想盛行，统治者宣传天有意志，称鬼神能降祸降福。学者们大谈“谶纬图录”，鬼话连篇，借以谋求富贵。

太史令张衡不信鬼神，而信科学与真理。那时，通讯技术并不发达，于是他开始收集各地的地震情况，记录各地震情。他立志研制出能够报告地震的仪器，可以及时通知官府开展赈灾行动，解救黎民于水火。

张衡钻研多年，在阳嘉元年（公元132年），候风地动仪终被制成。

张衡制造的候风地动仪是世界上第一架用以观测和记录地震的仪器。

根据中国博物馆学家兼古代科技史学家王振铎的复原模型，它是一个由精铜制成的大酒桶形容器，上有圆盖隆起，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、乌、兽等图形。仪器外部周围有八个头朝下、口衔铜丸的龙头，按正东、东南、正南、西南、正西、西北、正北、东北八个方位布列。对着龙头，八个铜制蟾蜍蹲在地上，个个昂头张嘴，准备承接铜球。

仪器的内部中央有一根铜质，名为“都柱”。由“都柱”向周围各有八条通道，称为“八道”。此外，仪器内装有机关，与体外龙头相连。一旦发生地震，仪器随之振动，机关便被触发，龙口打开，铜丸落入铜蛙之口，发出清脆声响，可使掌管人知晓并判明地震来源的方向。

候风地动仪的形状、纹饰、篆文等等，并非仅起美观装饰作用。它们各有不同意义。

其形状，是当时浑天学说的体现。

浑天说认为，天地浑为一体，天圆如鸡蛋，地如包在里面的蛋黄，日、月、星辰都在蛋壳上不断地转动。候风地动仪体似酒樽（卵形），象征浑天说的天；立有都柱的平底，表示大地，被笼罩在天内。

纹饰与篆文，则与《周易》有关。

《周易》日：“在天成象，在地成形。”作为地震仪器，与“地”有关的山龟鸟兽之形便被雕于其上。而且，山龟鸟兽等纹饰可象征青龙、白虎、朱雀、玄武，它们是古代传说中守护四方的神兽，承载了民间期望。

而篆文，即象文，指《周易》中的八卦——乾、坤、震、巽、坎、高、艮、兑，表八方之气。由“饰以篆文”句推测，该仪器的外部，铸有“乾”等八字，以应仪器体外八条口衔铜丸的龙所代表的方位。

另外，蟾蜍寓意吉祥与幸福，龙体现尊贵与权力。八龙在上象征阳，蟾蜍居下象征阴，构成阴阳上下的动静辩证关系。而都柱则象征天柱，居于预天立地之地位，代表古代人类对于天神的崇敬。

缘空

初问世的候风地动仪，屡遭非议。

因为关于它的说法过于玄妙，满朝文武无人相信这个古怪的玩意儿能够测出地震的方向，甚至对张衡处处诘难。

张衡无视非议，将其安置于都城洛阳南的灵台。

从现代地震学的角度来看，直到现在，地震预测仍是全球性的难题。候风地动仪也确实不能预测地震，但在通讯技术落后的古代，它能比驿卒更早地通知京城地震发生的消息，古人便认为它能够“预测”地震。

候风地动仪的原理是什么？这是个流传千年的问题。

王振铎认为，地动仪内的“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。哪个方向有地震发生，哪个方向的“都柱”便会倒下，触发机关，龙嘴落球。这一说法流行很久，甚至被记录在历史教科书里。历经数年的考证研究，王振铎终于制作复原了“张衡地动仪”模型。数以亿计的中国人，毫不犹豫地把这一模型认定为1800年前张衡亲手制造的那一个。

然而，如果从物理角度加以分析，便会发现种种问题。

首先，“寻其方面乃知震之所在”，也就是说，龙头吐丸后，可以按照龙头方向确定地震从何而来，这绝非随意乱倒的柱子可做到。再有，根据《后汉书·张衡传》中“地不觉动”的记载，需要有一根高度和直径之比为1225：1的柱子才能达到这样的灵敏度。也就是说，如果柱子高两米，其直径便只能有1.5毫米。而这么细的“都柱”，根本没有足够的能量，能够触发巨龙吐丸。

由于存在着原理性错误，王振铎复原的候风地动仪模型不能正常工作。因此，候风地动仪一直受到中外科学家的质疑和否定。甚至有人说，被视为中国国宝、国粹的候风地动仪之所以失传，是因为它没有达到科学的要求，它不是个科学的东西。

“历史教科书中为人所熟知的张衡地动仪其实是上世纪50年代的复原模型，1800年前的地动仪到底是什么模样早已无据可查，很可能和今人复原的那些模型一样，仅仅是个摆设。”这些年，在网络上，类似这样的一些说法，也开始甚嚣尘上。

张衡地动仪的的确确鼓舞教育了几代中国人，在我们心里，他的科学性和真实存在性都不容置疑。这样的质疑，更像是种难以让我们接受与容忍的侮辱。但是，这些无情的声音却有理有据，言之咄咄，竟令人不知如何抗辩。

缘法

两年过去。

公元134年12月13日，陇西大地（今甘肃省天水地区）天空忽作电闪雷鸣，大地剧烈震颤，房倒屋塌，伤者惨嚎，死者尸横遍地，悲恸天地。

与此同时，千里之外的洛阳城内，人们各自忙碌，放置候风地动仪的灵台像往常一样安静。

突然，仪有异响，片刻一珠从西面龙嘴掉出，下坠入蛙口。看管之人立刻向朝廷报告了消息。然而，室内蜡烛微跳，茶水不动，并无异象。众学者议论纷纷，更加怀疑候风地动仪的功能。唯有张衡眺望西方，眉头紧锁。

数日后，有快马来报，龙头所指方向，天崩地裂。

科学没有国界，但是取得科学成就的人有国界，为科学成果引以为自豪的民族有国界。

张衡是地震仪器的鼻祖，这一点，一直令无数中国地震学家引以为豪。“候风地动仪的原理有问题”这一说法，无疑给他们带来了巨大的精神压力。

然而，如果候风地动仪真的只是个彻头彻尾的骗局，那么它为何如此深入人心、影响之广呢？中国科学院教授、地震学家冯锐难以接受这种说法，他开始反复思考后汉书中的句子，并反复作着每一步骤的计算。

冯锐突然意识到，自己对张衡地动仪的看法及外界的否定，都是基于流传最广的王振铎模型。那么是否还有一种新的可能，不是张衡错了，而是王振铎错了？王振铎作为考古学家，地震知识有限，才会提出不可能实现的“倒立柱”理论。

根据文献，地动在先，然后尊振，续而机发，吐丸。这是一套有着先后顺序的机械连锁动作。四者有着一环紧扣一环的联动因果关系。如果这一推测成立，那“振”字则可证明，“悬垂摆”振动，才是候风地动仪工作的原理。如果后汉书没有写错，那么，候风地动仪的工作原理，应是类似于悬挂的吊灯会因地震而晃动一样的道理。换句话说，候风地动仪如果工作过，“悬垂摆”是他唯一正确的选择。

那么也就是说，真正的候风地动仪，其内部结构，很有可能完全不是中国人所熟悉的样子。

这是一次重大跨越。候风地动仪的复原工作重新开展。

冯锐所拥有的条件只有两个。第一，是被很多史学家评论为“孤证”的《后汉书·张衡传》中仅有的196个汉字：第二，就是冯锐用两年的时间得出的，张衡地动仪是“悬垂摆”原理的结论。要用这些少得可怜的资料，做成一个看得见、摸得着、能验震、还符合汉朝特点的仪器，可谓难上加难。而且，复原工作还要经常涉及到古代历史、文学、美学，这是个自然科学以外的全新领域。

《后汉书》中必定隐藏着科学的玄机，冯锐必须利用这唯一的条件，找到更多的定量参数。他做到了。

“一龙激发而地不觉动”，他得到了地震波的加速度；“尊则振”，他得到了尊体的位移量；“后数日驿至”，他得到了文献中震区的距离，再从更多历史文献中推知震级；他还通过计算得到了悬垂摆的摆动周期。冯锐以这四个定量参数为基础，加上隐藏在字里行间的秘密，排除种种困难，终于重新设计出了符合记载的四大神秘结构——柱、道、关机、丸。他开始寻找更多资料，不断修正候风地动仪的外观，紧紧把握汉朝文化的历史原型，只为重现传说中古老神器的辉煌。

地动仪的复原工作，对有40年地震研究经历的冯锐来说，仿佛突然打开了一扇尘封的大门。2004年7月，候风地动仪外形的设计工作，基本完成。

涅槃

悲剧始于，张衡联地震和政治于一体。

他称，地震为皇家政策失误之报应，为朝中大臣弄权所致，乃上天震怒之兆。张衡上书汉顺帝，要求其必须改变执政方略，上天方可降福于人间。

大臣司空王龚被免职：汉顺帝刘保被迫下诏，向天下人请罪。张衡之举，犯官场之大忌。

此后，朝中人人视张衡为妖魔，视地动仪为不详之物。未久，张衡被贬出京到河间为官，命运步入凄凉晚景。

他写诗，“我所思兮在汉阳，欲往从之陇坂长，侧身西望涕沾裳。”诗中的“汉阳”“陇坂”都是指陇西。直到临死前，张衡都还在怀念地动仪在公元134那年创造的辉煌。

张衡死后不久，地动仪受到人为破坏，这个震撼了一个时代的发明，至此失传。

外形复原初步完成，冯锐加快了步伐。为了让候风地动仪成功工作，他每天要看无数资料。某天，他在读《米尔恩传记》时，惊奇地发现了这个现代地震学奠基人对中国的描述，以及对张衡的评价。

1880年，米尔恩在日本成立全世界第一个地震学学会时发言，说人类历史上的第一个地震仪，是中国人张衡发明的；1894年，米尔恩在张衡思想的影响下，设计出世界上第一台地震仪，架设于世界各地。

冯锐从这些文字中，看到了骄傲，看到了自豪。中国汉朝的科学家张衡在公元2世纪所创造的地震观测理念，的的确确影响并启发了相隔1700年后18世纪的英国人米尔恩，使他建立起现代地震学。

这一发现，令那些认为“张衡对世界地震学从没有过任何影响，张衡只是中国人美好想象”的说法，在一瞬间，化为无稽之谈。

在范晔的《后汉书》及《续汉书》中，对地动仪结构的描写几乎完全一样，都是“施关发机”四个字。冯锐凭借自己多年的地震研究经验及对物理学的造诣，在“都柱”的设计上倾尽智慧。但是，却始终无法实现文献中的“一龙发机，而七首不动”。

这成为了整个复原中最难的环节，如果没有合理的解决方案，那么张衡地动仪的科学复原，将宣告失败。冯锐和他的课题组开始寻找祖先留下来的更早版本的文献。

在古汉语专家卢兆荫的帮助下，他们找到了7篇记录张衡地动仪的文章，共计236个字。冯锐把自己关在办公室里，字斟句酌，推敲古汉语玄妙的含义，试图体会古人用词的目的。

后汉书在“施关发机”的后面写，“其牙发机，皆隐在尊中”。这个“皆”字，引起了冯锐的注意。以这隐藏在文字中的悬机，对照前一句的“施关发机”，莫非“施”“发”是动词，而“关”“机”，是不同两个结构？

明确了这一点，意味着原来设计的“关机”装置彻底作废，也就是说，原有的基础上，要增加一个重要的装置“关”。

“关”有两个寓意：一是门栓；二是大路交汇的地方。经过耐心思索，冯锐意识到“关”指地动仪所有结构联动装置的枢纽。冯锐简化了“都柱”的复杂结构，将“关”设计成一个小球，处在“都柱”下方、“八道”的中央交汇处、“机”则被简化成一个扣住铜丸的直臂。当“都柱”晃动，施加能量给关，小球掉进八道滚动，触发“机”，最终吐丸。

“中有都柱，傍行八道，施关发机，如有地动，尊则振，龙机发，吐丸，而蟾蜍衔之，振声激扬。”文献中记录的功能终于实现。冯锐却没有停止，为了最精准地复原候风地动仪，他重新翻阅史料，对参数进行调整。

2005年3月30日，冯锐终于带着重新计算的结果，走进了自动化所的实验室，最后的试验正式开始。唐山地震，云南地震，越南地震，河北地震……连续7天168小时的强干扰试验，候风地动仪的复原模型，没有一次误触发。

2005年4月16日，由地震学、考古学、机械工程学等相关学科的7位专家组成的验收委员会宣布：新模型首次把概念模型复原成了具有验震功能的科学仪器，迈出了复原研究的历史性一步。冯锐复原模型，得到了考古界、科技界的一致认可。

千年之前，面对神秘而恐怖的大地嘶吼，张衡用智慧的巨臂扼住了自然的咽喉。而这龙珠震落的铿然之声，最终却淹没在一场政治的风潮中，没能在华夏大地上引发一场全新的科技变革。

千年之后，冯锐透过历史迷雾，跨越学科壁垒，穿越千载与古人对话，最终追索到这古代神器的踪影。这是革新，也是回归。

千载震歌，终于重振云霄。