姜莹莹

近日,“张衡地动仪科学复原”课题组完成了地动仪外形的设计和小样铸造。不久,公众将能看到目前最贴近史料又能工作的地动仪复原模型小样。

发明于公元132年的张衡地动仪是人类历史上的第一架地震仪器,但早已失传。1951年,我国考古学家王振锋历经数年考证研究,复原并制作了一件木质的张衡地动仪展览模型,收藏在中国历史博物馆。

王振锋采用的是直立杆原理,就像一个倒置的啤酒瓶,但细细的直立杆既不能工作也不能测震。人们只能将其视为能测地动的报警器,无法将其看成是一种地震验震器。

近现代的西方学者甚至表示,张衡地动仪之所以失传,是因为它没有达到科学的要求。由于对张衡地动仪的宣传依据,只有《后汉书·张衡传》上记载的196个字。仅凭此条史料来进行复原和宣传是不可靠的。

1978年,美国地震学者博尔特在自己的新书中也提出王振锋模型的工作原理不清,并附上了一张自己想象的张衡地动仪概念图。到2000年为止,国内外一共出现了13种张衡地动仪复原模型,都属于概念性的模型,同样不能验震工作。

而当时中国地震局冯锐研究员负责的课题组自2002年就已经开展了张衡地动仪的工作原理研究。他们根据悬挂摆原理,使复原模型成为了真正的验震器,并在2005年4月通过了专家鉴定和国家验收。

冯锐解释,地震波引起的地面震动是以水平晃动为主的,而爆炸等引起的地面震动是上下抖动的,这是判断非地震地动和地震的最特征性区别。课题组的专家们分析了大量史料和出土文物,并作了严格的地震学计算和试验研究并得到结论:张衡地动仪是真实的、科学的。它所利用的悬垂摆原理,最直观的表现就是人们常常看到的吊灯,这是一种天然的验震器。在地震时,由于岩层的剪切错动会造成地面强烈的水平运动,悬挂物体就会随之摆动,且非常敏感。

研究人员注意到,汉代的生活中已经普遍出现了悬挂物,比如编钟、吊锤、吊桶、吊灯、吊壶等。地震来时,这些悬挂在上面的物体就会突然地不停摆动,很容易引起人们的警觉,具备了诞生科学思想物质基础。

(2008.8.28,中国国土资源报,3版)

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