张衡发明地动仪_张衡发明地动仪的故事

UFO爱好者

张衡地动仪真假之谜，2005年实验证实：的确可以记录地震
2010年，网友微博发帖指出，如今所见的国宝级张衡地动仪，其实是上世纪50年代学者王振铎的复制品，即“王氏地动仪”（见下图），而且是一个失败的复原模型，即便遇到地震里面珠子也掉不出来。甚至有网友扒出地震学者傅承义院士对“王氏地动仪”的评价，“房梁下吊块肉都比你那个模型强”。
这一微博迅速掀起了全民热议，张衡地动仪是真是假被推向了风口浪尖：究竟是张衡地动仪是古人虚构或夸大的产物，还是张衡太过聪明，造出的地动仪让后人都无法复原？

南朝史学家范晔，根据东汉诸多文献资料，编写成的《后汉书》中，有对中国著名科学家张衡候风地动仪最权威最全面的介绍，认为地动仪“验之以事，合契若神”。然而，区区196个字的记载，在给张衡带来巨大荣誉的之余，却又带来了巨大的争议。
英国李约瑟称张衡是“一切地震仪的鼻祖”，欧美诸多学者都给予张衡高度评价。早在19世纪，欧美学者就尝试复原张衡地动仪，但直到20世纪，却一直没能成功复原，地动仪复原尝试的一再失败，让张衡地动仪陷入了真假旋涡，受到了中外科学家的质疑和否定。
科普作家方舟子，不仅质疑张衡地动仪的记录地震功能，而且还指出公元134年的地震，可能是“为了说明地动仪的神奇而编造的故事”（史书记载极为详细，方舟子这一推测主观色彩太浓）。
张衡地动仪，究竟能不能记录地震？2010年的这一条微博，让2005年科学家做的一次实验，引起了社会的广泛关注。

2004年，国家“张衡地动仪科学复原”课题组成立，中国地震台网中心研究员冯锐担任组长。2005年，“冯氏地动仪”（见上图）经过地震监测实验：对地震有反应，得到多个院士专家的坚定。滕吉文院士评价，“从原理上和制作过程上讲，这台复原模型符合史料记载，符合张衡的基本思想......它在现阶段是最好的”。
按照实验规划，新版地动仪对1976年的河北唐山、2000年的云南泸西、2001年的越南孟艺，发生的三次真实地震进行了检验，结果证实新版地动仪的确可以记录地震。
2005年的实验，如何检测之前发生的地震？原来，实验人员根据真实地震的地震波波长，以这个为依据，控制特殊的振动台，来对新版地动仪进行检测。因此，这就相当于“再现”地震，而不是简单的“模拟”地震，最终得出的数据也真实可靠。
既然这一新版地动仪能够记录地震，为何没有监测真实的地震呢？上述冯锐指出：张衡地动仪还有相关配套工程，比如地基、位置选择等配套设施，不是简单的地动仪就能监测地震，但实验耗资巨大、位置选择有难度等问题，制约了新版地动仪的真实监测地震。

然而，对于2005年新版地动仪，学术界也同样存在质疑，原因很简单，关键之处与原始文献记载不能密合，而且“悬摆不能区分正反两个方向，西来的地震波可能使东边的球落地”，做不到史书记载的“如一龙发机，而七首不动，寻其方向，乃知震之所在”。
其实，《后汉书》中对张衡地动仪的记载，因为过于简略浓缩，所以不仅给复原带来难题，而且还导致了不同的解读。
仅仅对核心部件“都柱”这两个字，就产生了 “立柱”“倒立摆”“悬垂摆”等多种解读。所以，后世任何一次复原，都会遭到质疑。

张衡地动仪，到底是历史虚构，还是真实之事？如今，尽管西方学者普遍质疑，但部分中国学者还在坚持复原。当然，这种坚持复原，不是科学意义，而是历史意义更为重大。
其实，从史书上看，张衡地动仪成功监测到了包括陇西大地震在内的多次地震，说明了张衡地动仪不会是虚构产物，只是因为史书记载问题或理解问题，导致如今不能准确复原。毕竟，中华民族很多伟大发明，比如秦弩等，如今不也是没能100%复原，难道能说这些都是虚构？
值得一提的是，由于张衡地动仪争议较大，至今没能100%复原，所以教科书中就删除了张衡地动仪的相关内容！
毕业多年之后
你还记得多少课本中的知识？
比如说这个人
你是否还有印象？

是不是已经把学到的知识都还给老师了？
不过没关系，说到他的名字，你肯定会很熟悉，
他就是东汉时期的科学家——张衡。
而说起张衡的成就，其中最突出的无疑就是候风地动仪了。

△教材中的候风地动仪 图片来源：华西都市报
“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……”
在《后汉书·张衡列传》中，流传下来的虽只有零星的文字记录，但直到现在，其和制造人张衡一同，仍被视为中国古代伟大科技发明的典范，并且进入教科书之中，成为几代中国人的集体记忆。

△1953年中国发行的“张衡地动仪”邮票。图片来源：华西都市报
历史：
教材上的地动仪是怎么来的？
不过，据史料记载，候风地动仪早在公元200年左右就消失殆尽。那么，那个印刷在中国现代教材之中，让我们对其充满想象的“地动仪”，又是怎么来的呢？
实际上，历史教材上展示的地动仪，是上世纪50年代一位叫王振铎的古代科技史学家根据史籍复原而出的概念模型。
早在1936年，王振铎画出了第一套自己复原的地动仪模型图稿，并采用“悬垂摆”的结构原理。也就是从地动仪的上部垂下来一根摆，用以判明地震方向，并控制相应机关。
1949年，新中国成立，王振铎被任命为原文化部文物局博物馆处处长，在那个时代，他接到了一项特别的任务：复原一批代表古代文明的器物作陈列、宣传之用，其中就包括候风地动仪。

△王振铎复原的地动仪模型原理。图片来源：华西都市报
历经一年时间，王振铎放弃了自己1936年想遵从的“悬垂摆”原理，而是采用倒立的“直立杆原理”，于1951年设计并复原出1：10比例的木质“张衡地动仪”模型。
消息一出，就受到了空前的关注，由王振铎复原的“张衡地动仪”还被编入全国中小学教科书，中国地震局也用这部复原模型做了标志。


△中国地震局官网截图
争议：
教材上的模型是否科学？
但这个入选了历史教材的地动仪模型，却一直受到争议。
在一些学者看来，由于存在原理性错误，这个复原模型并不能真正进行地震监测。
在不少学者眼中，王振铎所采用的“直立杆原理”无法成立。
此外，还有人甚至认为它根本就不存在。在质疑的声音中，奥地利人雷立柏的观点最为尖锐，他曾撰写《张衡：宗教与科学》，认为中国人对张衡地动仪的情绪是一种宗教式的崇拜，在他看来，地动仪失传了，就说明它不科学、无实用性，没有不失传的道理。
但更多学者相信地动仪真的存在过。中国科学院大学人文学院教师陈天嘉接受媒体采访时就曾称，张衡地动仪是存在的，而且具有地震监测的功能，但复原工作暂时还没能完成。

△资料图：中小学历史教材。 中新社记者 于海洋 摄
人教社回应：并未消失
在争议之下，教材上的张衡和地动仪，还在吗？
近日，有媒体报道称，2017年投入使用的统编本初中历史教材七年级上册中，关于张衡和候风地动仪的内容被删除，并称“那个被印在教材上影响了几代中国人、由王振铎复原的地动仪模型，开始淡出当代青少年的视野”。
对此，有媒体记者向人民教育出版社求证，该社明确回应，张衡及地动仪内容并未从统编版教材中消失，只是教材编排上做了调整。

△资料图:香港邮政推出“中国古代科学家”主题特别邮票。图片来源：新华网
据人教社的回应，张衡等人物都并未“消失”。关于张衡和地动仪的内容，统编版小学道德与法治教材五年级上册专门设置了“古代科技 耀我中华”一课，介绍扁鹊、张仲景、华佗、李时珍、孙思邈等著名医学家，张衡、祖冲之、毕昇、蔡伦等古代科技巨人及科技成就。
这其中，还专门讲述了张衡和他发明的地动仪，指出其对科技的重大贡献，同时设计学习活动，引导学生追求真理，献身科技，“要像张衡一样，善于观察，善于思考，做一个有心人”。教材中还设置相关栏目，介绍国际上用张衡、祖冲之的名字命名了月球上的环形山。

△ 冯锐在“王氏地动仪”前。图片来源：华西都市报
复原：
是否有可能100%还原？
候风地动仪的复原工作一直在继续，那么在将来，一个复原到100%的地动仪是否可能出现在公众面前？
据媒体报道，早在2003年，河南博物院就决定张榜招贤，让张衡地动仪能够真正地“动起来”。河南博物院不仅找到了冯锐，更是在2004年8月，与中国地震台网中心签订了合作协议，组成了课题小组，共同复原“张衡地动仪”。
在2009年9月20日，中国科技馆新馆开幕，新的地动仪模型与观众见面。

△冯锐及团队所复原的地动仪。图片来源：华西都市报
现场的观众可以亲自动手按下按钮，观察在不同波型下地动仪的不同反应——只有横波到来它才吐丸，其他来自纵波的震动，都无法使地动仪有任何反应。这意味着，类似关门、汽车过境、巨大的炮声等都不会干扰到地动仪。
但学界对这一版本的模型同样存在质疑，认为其关键之处与原始文献记载不能密合。
对此，陈天嘉认为，100%还原难度比较大，目前确实没能实现完全的复原。
对许多网友期盼的“复原地震仪实现地震监测和预报”，学界并不看好。在陈天嘉看来，科学界对张衡地动仪的研究和复原，历史意义多过现实意义。