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地动仪的本来面目

2018-03-06

地理教育 2018年12期
关键词:后汉书张衡蟾蜍

“地动仪”本来只是一个科技史名词,但近几年来引起了不少争论。

《后汉书·张衡列传》记载张衡于东汉阳嘉元年(公元132年)制造了一部地动仪,并且详细描述了其大小形制。《后汉书》中进一步描写了其报告震中位置的机理:“如有地动,尊则振龙机发吐丸,而蟾蜍衔之……虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。”其基本原理就是:大地震动让仪器中间的“都柱”往某个方向倒下,触发龙头中的机关,让铜丸落在下面的蟾蜍嘴里。这进一步证明了地动仪不可能是后世的演绎。

由此可以进一步捕捉张衡的思路:地震是由某个震动中心向外扩散的震动,类似于地下传来某种外推的波动。如果是这样,稍加设计后,让都柱倒向力所来或指向的方向并不难办。张衡只需要知道地震大致的传播方式,就可能造出这样的仪器。

不过,从19世纪以来,现代人尝试复原地动仪的多种模型都没有使其发挥作用。地动仪还有其内在的理论困难,它难以区分近处较小的震动和远处真正的地震。地动仪还难以指明震中,在理想的情况下,即使地动仪感知到了远处的地震而都柱倒下,很可能也不会触发对应震中方向的龙头机关。

地动仪发明后,《后汉书》中记载了多次地震,绝大多数都波及京都(雒阳)。在京城有明显震感的情況下,地动仪发动就不奇怪了。至于的确指向陇西,可能是出于凑巧陇西相对于雒阳的正西方位铜丸落下,也可能是西南或者西北,宽泛点都可以算成是地震方位。

进一步推测,地动仪应该是放置于张衡长期担任太史令(天文台长)的灵台,在一旁观测的人很可能是张衡的弟子或前属下。弟子们对老师崇拜备至,当然会进一步对外宣扬地动仪的灵效。

在东汉剩下的五十年岁月里,地动仪仍然放在灵台,但没有任何的记载。东汉灭亡后,地动仪就此失传。

摘自2018年《南方周末》

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