張衡是我國東漢時期偉大的天文學家、數學家、發明家、地理學家、文學家，在東漢曆任郎中、太史令、侍中、河間相等職。晚年因病入朝任尚書，于永和四年（139年）逝世。今天的人們對他了解最多的應該就是耳熟能詳的地動儀了。

候風地動儀模型

小編曾經也是一個愛思考小朋友，當年對于張衡發明的地動儀的原理與功能也存在許多疑問，而且當年的教材資料表述也不夠準确，都給解釋成預測地震的儀器了，其實現在看來，它其實隻是檢測地震發生方位的設備，不過這樣也算是超強科技了，因為今天分布全世界的地震台網儀器幹的也隻是這個活，隻不過更加詳細點而已。

《後漢書·張衡傳》詳細記載了地動儀的一些信息，候風地動儀用精銅制作而成，圓徑八尺，漢八尺約合當今之一米八-九的樣子，其外形像一個酒樽。地動儀裡面有精巧的結構，主要為中間的都柱和它周圍的八套牙機裝置。候風裝置候風擺的周圍與8組牙機機械裝置之一部關相互靠近。此處為底座上的溝槽，叫八道。工作原理是侯風擺運動到關的位置觸發牙機，再擊發吐丸。在樽的外面相應地設置8個龍首，口含小銅丸，每個龍頭下面都有一隻蟾蜍張口向上。如果有地震被檢測，都柱之内侯風擺則輕微擺動，此即可觸發牙機。使相應的龍口張開，小銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震發生的時間和方向。牙機的觸發需求小到可以在地震波第一時間運作，稱為合契若神。

候風地動儀結構原理推測

不過因為種種原因，原版的候風地動儀很早遺失了，現存仿品多是近代包括國外一些專家學者按照文獻推理仿制的，由于理解不同，仿品的結構與運作方式也有很大差異。對于地震的監測效果也是衆說紛雲，上圖中是目前被認為比較接近原型一種結構原理。候風地動儀最出彩的表現就是對公元138年隴西大地震的預測，距近已1800餘年，這是正史中明确記載的。

地震橫波與縱波

因為無法準确複原以及驗證，國内外亦有很多學者對張衡地動儀提出質疑。不過近代地震儀的發明人，英國地震學權威米爾恩教授，這位第一個将《後漢書·張衡傳》翻譯成英文的人，曾大量實驗“懸垂擺”以驗證張衡地動儀，并且公開宣稱：“人類曆史上第一個地震儀是中國的張衡發明的”。

懸垂擺原理

對于地動儀的稱謂，古代為什麼是‘ 候風’？一種解釋是古人認為，地震是因為陰陽兩氣相搏而成。我們現在的科學認為是地殼闆塊和闆塊之間相互擠壓而産生地震。既然有氣的變化，那麼就會産生風，所以它叫候風。張衡做的裝置就是來測定氣的變化的，氣的變化就是風，那麼哪個地方有地震，哪個方向就有氣的變化，就有風來, 就可以測到。當然這個‘風’還是跟震動有關的。‘陰陽氣’是用一種物理的概念而不是神秘的概念來解釋地震，應該說是當時的科學。兩漢是中國古代思想形成的一個重要時期，也是整個中國科學技術發展大框架的基本形成期。譬如天文觀測、天文曆法、機械理論、數學、醫學等很多領域在這個時期都有很突出的發展。後人不是一定就比前人高明， 我們一定不能小看前人。張衡對很多自然現象都有解釋，比如五星運動和日月食，也制造了水運渾儀這樣的高水平天文儀器。

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