张衡让大家改变观念
张衡出于史官的职守,也常借地震来发表“政善则休祥降,政恶则咎征见”的言论,但他在太史令任上,研究而创制出地震仪,又显然与当时的神学观针锋相对,其阻力之大可以想象。朝廷上下都将其称为异类、叛逆,并极力排挤张衡。直到138年,地动仪证实了陇西的大地震后,众人“于是皆服其妙”,“自此以后,乃令史官记地动所从方起”。
张衡公元78年出生在河南的南阳。他的祖父曾经官至太守,显赫一时,但是到张衡这一代,已经家道中落。清苦的家境使张衡能够潜下心来做学问。少年时代的张衡饱读诗书,从16岁起,他走出家乡,游历名山大川、古城巷陌,开阔了自己的视野,也了解了民众的疾苦。
东汉时期,中国发生地震的次数较多。为了测定地震方位,及时通知官府做出赈灾行动,张衡在担任太史令一职时,开始研制能够报告地震的装置。经过多年的钻研,终于在公元132年发明了世界上第一台测定地震方位的科学仪器———地动仪。利用它,不但可以知道何时发生地震,而且还可以测出地震的方位。从古书中对地动仪的描述来看,张衡的头脑中已经有了一个清晰的概念:地震是从远处一定方向传过来的地面震动。他把震动看成是可以通过固体的大地传输的一种事物。虽然现在我们都知道地震波的存在,但是东汉时期张衡就能意识到这一点,是需要经过推理和思考的。
解析地动仪原理
地动仪由精铜铸成,外形像一个大酒壶,中间的圆径八尺,仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。
仪器内部中央立着一根铜质都柱(上粗下细的棍)。仪器外部周围铸着八条龙。龙头和内部信道中的发动机关相连,每个龙头嘴里衔有一粒小铜珠。地上对准龙嘴处,蹲着八个铜蟾蜍,昂着头,张着嘴。当某处发生地震,都柱便倒向那一方,触动机关,使发生地震方向的龙头张开嘴巴,吐出铜珠。铜珠落到铜蟾蜍嘴里,发出声响,人们就知道哪里发生地震了。