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地动仪有争议?这本不算新鲜事

2023-04-06李博

军事文摘·科学少年 2023年3期
关键词:中国科技馆张衡测报

李博

提起东汉时期著名科学家张衡发明的地动仪,可谓大名鼎鼎。不过,前几年,关于张衡地动仪的争议成了网络关注的热点,甚至还出现了“张衡地动仪被移出历史课本”的消息。一石激起千层浪,网友对此议论纷纷。那么,引起争议的根源究竟在哪里呢?追本溯源,其实一切源于本文图中的地动仪设计。

这可能是大家最熟悉的地动仪形象了,于是,大多数人想当然地认为这就是张衡发明的地动仪。

然而,根本不是。

东汉科学家 张衡

地动仪模型。摄于中国科技馆“华夏之光”展厅

关于历史记载中张衡地动仪的功能和故事,想必大家都很清楚,这里就不一一赘述了,還是让我们先来看看这台地动仪的内部构造吧!按照设计,这台地动仪的中央有一根立着的柱子,当地震发生时,柱子会倒向一侧,砸中龙头后面的机关,让龙头吐球。

就这么简单?就这么简单!

我估计很多人第一眼看到这个设计,可能会想:这和地上啤酒瓶子倒立的样子很像嘛!

地动仪简笔图。摄于中国科技馆“华夏之光”展厅

那么,这个地动仪的设计是从哪儿来的呢?其实,它从里到外都不是张衡的设计,而是来自历史学家王振铎1951年的设计。当然,尽管王先生这个设计不符合地震学原理,却并非拍脑袋想出来的,而是参考了《后汉书·张衡传》中关于地动仪结构和功能的记载,原文见下面。

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,尊则振龙,机发吐丸,而蟾蜍衔之。振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。

短短一百余字的模糊记载,吐露了非常有限的信息,从中我们可以知道:地动仪是用精铜铸造而成,它的形状就像一个酒樽,中间设有“都柱”,周边设有“八道”,通过触发机关,让龙头吐出铜球。那么,一系列问题就产生了——

都柱是什么?不知道。

八道是什么?不知道。

触发的机关是什么样儿?不知道。

陇西地震以后,又测报过哪些地震?不知道。

总之:一切细节都不知道。偏偏张衡亲自设计制造的地动仪实物又毁于东汉战火,没法做到“有图有真相”了。

于是,古今中外,大量学者根据这段简短而模糊的记载,设计了各式各样的地动仪,其中,出镜率最高的,就是王振铎先生设计的这款。遗憾的是,这些设计都不能完美再现史书记载的地震后“一龙机发而地不觉动”的效果。

也有人对张衡地动仪本身的真实性提出了质疑,认为在那样的历史条件下,不可能实现精准的地震测报,而且,史书仅记载了一次地动仪的准确测报,会不会是巧合呢?

冯锐复原地动仪

李志超复原地动仪

可能说到这儿,有的读者要说了:“当代人还是不如古人,自己做不出来,就说古人也做不出来。”其实,当代地震测报水平真的比张衡时代高出太多了,地震发生不久,就能准确得出震中位置、震源深度、震级、烈度等一系列指标,对无感地震也能准确地测报出来。就算张衡地动仪真能达到《后汉书》中记载的效果,也被当代技术甩了不知几条街。当代诸多地动仪复原者努力的方向,并非“如何做出一个厉害的地动仪”,而是“如何仅用汉朝的知识和工艺水平做出一个厉害的地动仪”。

总之,神秘的地动仪已经尘封在历史迷雾中。我们期待有那么一天,经过人们的不懈努力,终于成功复原出功能相似的地动仪。

当然,作为一位科学家和文学家,张衡的贡献不只是地动仪。不管张衡地动仪的真相能否水落石出,也不影响张衡在中国科技发展史上的突出地位。

英国人米尔恩复原地动仪

日本人服部一三复原地动仪

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