現代人提到的地動儀,特指東漢時期科學家張衡發明的候風地動儀。《後漢書•張衡傳》中是這樣記載的:“陽嘉元年,複造候風地動儀,以精銅鑄成。員徑八尺,合蓋隆起,形似酒尊,飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱,旁行八道,施關發機。外有八龍,首銜銅丸,下有蟾蜍,張口承之。其牙機巧制,皆隐在尊中,覆蓋周密無際。如有地動,尊則振,龍機發,吐丸而蟾蜍銜之,振聲激揚,伺者因此覺知。雖一龍發機,而七首不動,尋其方向,乃知震之所在。驗之以事,合契若神。自書典所記,未之有也。嘗一龍機發,而地不覺動,京師學者鹹怪其無征,後數日驿至,果地震隴西,于是皆服其妙。自此以後,乃令史官記地動所從方起。”
大概的意思:張衡地動儀有八個方位,他們分别是東、南、西、北、東南、西南、東北、西北,每個方位上均有口含龍珠的龍頭,在每條龍頭的下方有一隻蟾蜍與其對應。任何一方發生了地震,該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。
中學教科書是這樣叙述的:東漢時代,地震比較頻繁,張衡為了掌握全國地震動态,經過長年研究,終于在陽嘉元年(公元132年)發明了候風地動儀,這是世界上第一架地動儀,當時,利用這地動儀成功地測報了西部地區發生的一次地震,引起全國的關注,比西方國家用儀器記錄地震的曆史早了一千多年。可見,地動儀的準确性和科學性是不容置疑的,但張衡發明的這台地動儀卻徹底失蹤了。目前,中國曆史博物館陳列的張衡地震儀,即在中學課本中所看到的那個地動儀是考古學家王振铎根據《後漢書》上的記載,于1951年設計出來的一個直立杆原理地動儀模型。
2004年8月,河南博物院與中國地震台網中心組成課題組,聯合研制張衡地動儀新的複原模型,他們采用“懸垂擺原理”取代了傳統的“直立杆原理”,成功的把地動儀概念模型還原成了科學儀器,有了真正的驗震功能,也得到專家們的廣泛認可。
地震發生時,從震源處發出兩種波:縱波和橫波,他們都是次聲波。縱波使物體震動方向和波的前進方向一緻。橫波使物體震動方向和波前進方向垂直。縱波最先到達地面,但比較微弱,候風地動儀很難敏感地做出反應,何況記錄一次地震要有發震時刻、震中位置和地震強度三個要素。候風地動儀最多隻能記錄地震的方向,因此,不可能算"世界上第一台地震儀",從現代地震學角度來看,候風地動儀也不屬于地震儀。
2008年8月5日,受國家有關單位的委托,山西夏縣宇達青銅文化産業園宇達集團成功鑄造完成了"張衡地動儀"。
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