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(相關(guān)資料圖)

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圖1、圖2為《地動儀》紀(jì)念封。 （圖片由中國集郵有限公司提供）

圖3、圖4、圖5分別為張衡紀(jì)念郵票，張衡地動儀王振鐸、馮銳復(fù)原模型。（圖片由作者提供）

石破天驚

馬國馨院士篆刻

余生趣潭

地震，又稱地動、地振動，是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，其間會產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。地震常常造成嚴(yán)重房屋倒塌、人員傷亡，能引起火災(zāi)、水災(zāi)、有毒氣體泄漏、細菌及放射性物質(zhì)擴散，還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災(zāi)害。

早在3000年前，《詩經(jīng)·小雅·十月之交》里的詩句形象描述了地震摧折山陵的巨大破壞性：“燁燁震電，不寧不令。百川沸騰，山冢崒崩。高岸為谷，深谷為陵。哀矜之人，胡憯莫懲？”

地球上每天要發(fā)生上萬次的地震。其中絕大多數(shù)地震由于震級太小或震中太遠，以至于人們感覺不到，必須用地震儀才能記錄下來；不同類型的地震儀能記錄不同強度、不同遠近的地震。世界上運轉(zhuǎn)著數(shù)以千計的各種地震儀器，日夜監(jiān)測著地震的動向。

我國東漢正是地震異常高發(fā)的時期。從公元92年起短短30多年間，東漢共發(fā)生26次破壞性較大的地震，災(zāi)異頻仍導(dǎo)致人心惶惶、政局不穩(wěn)。在此時代背景下，張衡（公元78年—公元139年）于公元132年創(chuàng)制的地動儀應(yīng)運而生，為中國古代科技史寫下光輝而神秘的一頁。

史載東漢陽嘉三年十一月十一日（公元134年12月13日），隴西漢陽（今甘肅天水）發(fā)生地震，距其震中500千米的東漢首都長安，通過張衡創(chuàng)制的地動儀測出了地震信息。在那個以驛馬為信息傳遞手段的時代，對于一個幅員遼闊的國家而言，張衡地動儀利用地震波作為信息載體實現(xiàn)了地震信息傳遞速度數(shù)量級的增加，這是地震災(zāi)害監(jiān)測方式的一個革命性進步。近代著名地學(xué)家翁文灝的詩詞準(zhǔn)確地指出了張衡地動儀的這一重要意義：“地動隴西起，長安覺已先，微波千里發(fā)，消息一機傳?！?/p>

1951年，我國著名博物館學(xué)家、古代科技史學(xué)家王振鐸根據(jù)古籍《后漢書·張衡列傳》記載候風(fēng)地動儀共196字和《后漢紀(jì)》《續(xù)漢書》等記載，在中國歷史博物館首次復(fù)原了張衡發(fā)明創(chuàng)造的測定地震源的地動儀。

地動儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)很精巧，主要是中間的“都柱”（類似慣性運動的擺）和它周圍的“八道”（裝置在擺的周圍和儀體相接連的8個方向的8組杠桿機械）。外面相應(yīng)設(shè)置8條龍，盤踞在8個方位上。每個龍頭的嘴里含有一個小銅球，每個龍頭下面都有一只蟾蜍張口向上。如果什么地方發(fā)生了強烈的地震，傳來地震的震波，“都柱”偏側(cè)觸動龍頭的杠桿，使處在那個方位的龍嘴張開，銅球便“當(dāng)啷”一聲掉在下面的蟾蜍口里。這樣，觀測人員根據(jù)銅球“震聲激揚”知道什么時間、什么方位發(fā)生了地震。中外學(xué)者對張衡的地動儀一致給予很高的評價，認為它是利用慣性原理設(shè)計制造的，基本構(gòu)造符合物理學(xué)的原理，能探測地震波的首先主沖方向。和外國相比，張衡地動儀要比西方類似儀器的出現(xiàn)，早約1700年。后來，2005年學(xué)者馮銳等又另有模型復(fù)原。

作為東漢時期杰出的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、地理學(xué)家、文學(xué)家，張衡在天文學(xué)方面著有《靈憲》《渾儀圖注》等；數(shù)學(xué)著作有《算罔論》；文學(xué)作品以《二京賦》《歸田賦》等為代表，與司馬相如、揚雄、班固并稱“漢賦四大家”。張衡為中國天文學(xué)、機械技術(shù)、地震學(xué)的發(fā)展作出了杰出的貢獻，發(fā)明了地動儀、改進渾天儀，成為東漢中期渾天說的代表人物之一，后人譽其為“木圣”或“科圣”。由于他的貢獻突出，國際天文學(xué)聯(lián)合會將月球背面的一個環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”，太陽系中的1802號小行星命名為“張衡星”。后人為紀(jì)念張衡，在河南南陽修建了張衡博物館。郭沫若評價他為“如此全面發(fā)展之人物，在世界史中亦所罕見，萬祀千齡，令人景仰”。

（作者系國家教育咨詢委員會委員，中國科技館原館長、研究員）

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