文|整點科普
阿富汗地震牽動着大家的心,死亡人數超過1500人,創造了當地20年來因地震死亡人數之最。
我國也是小震頻發,比如(中國)台灣屏東縣海域5.3級地震,新疆阿克蘇地區沙雅縣3.0級地震等;大震令人印象最深刻的莫過于2008年的汶川地震了,它給中國人帶來的傷痛永遠根植心底。
因此,對地震的預測與監控是一件必要的事情,張衡地動儀就是一個非常實用的監測儀器,一直流傳至今。
舊版本的教科書上都有關于地動儀的相關信息介紹,但新版的教科書已經沒有了,中科院院士甚至聲稱:我在房梁上吊一塊肉都比這強。
這到底是怎麼回事,難道真的如院士所說的,張衡地動儀并不具備監測地震的效果?
張衡與地動儀
張衡是我國古代非常著名的發明家、天文學家,被稱為“南陽五聖之一”,也是“漢賦四大家”之一。
大家可能并不了解張衡在天文、文學領域的成就,但都知道他有一個非常了不起的發明——候風地動儀,即檢測地震動向的儀器。
《後漢書·張衡傳》中有記載:
地動儀整體由精銅制成,圓徑八尺,頂蓋突起,形如酒樽,外觀有精雕細琢的精美圖畫和文字,以及八條面向不同方位、口含銅珠的龍,龍的下方有對應張大口的蟾蜍;内部有一根支柱,旁邊有八道機關,是典型的牙套裝置。
地動儀監測地震的方式,以前的教科書上有明細的介紹:
當地動儀對應的某個方向發生地震的時候,這個方向的龍嘴裡的銅珠會掉到對應的蟾蜍嘴裡。
學生時代的人學到這個篇章時,敬佩之意和驕傲之感油然而生,因為我們在幾千年前就已經制作出了如此先進的儀器,不得不說,張衡真的很強!
張衡地動儀模型被移出教科書,院士聲稱:房梁下吊塊肉都比它強
令人遺憾的是,張衡幾千年前所制造的地動儀并沒有實物或者是有明确的圖紙傳承下來,因為種種因素,在西晉末年就不見蹤影了,大家所知道的信息大多是從記載中獲得的。
因此,許多人也懷疑地動儀存在的真實性,近年來關于地震儀的争議也越來越多,很多專家和學者都表示質疑。
2010年以前的人教版教材中,張衡地動儀被稱作中國古代偉大科技發明的典範,地動儀的模型和檢測方式也深深印在幾代中國人的腦海中,這是獨屬于中國人的記憶和驕傲。
然而,2017年秋天統編本初中曆史教科書七年級上冊中,有關張衡和地動儀的内容被完全删除,若非刻意了解,地動儀的模型在青少年的腦海中漸漸模糊。
關于地動儀被移出教科書一事,科普作家發文表示:幾千年前張衡所造出來的地動儀,“很可能和今天複原的那些模型一樣,僅僅隻是個擺設”;有的院士稱,它的模型簡陋粗糙,對地震的敏感度甚至比居民體感還低。
奧利人雷立伯認為:中國人對張衡的崇拜、信仰,是不科學的,無實用性;主攻地震學的中科院院士傅承義在講座中讨論地動儀時,更是直言不諱:房梁吊塊肉都比那模型強!
不過,贊同和支持地動儀真實性的人也不少,比如中科院人文學院教師陳天嘉。
關于地動儀是否真的具有檢測地震的功能,這些還需要進一步的史料考察和科學實驗才能證明,而它被移出教科書,原因在于複原的模型存在不确定性。
教科書上的地動儀到底是怎麼來的?
教科書上的地動儀模型是根據《後漢書·張衡傳》中的相關記載,由中國曆史博物館王振铎先生制作而成的。
除了外形的記載外,王振铎先生根據其内部有支柱的記錄推測出地震儀采用的是直立杆原理,又以英國人米爾恩對懸垂擺所采用的原理為參考,于1936年對地動儀進行了圖形複原。
1951年時,王振铎先生又參照日本人原尊禮和今村明恒對直立杆工作原理的推斷,結合記載按照1:10制作出了木質地動儀模型,并将其放在中國曆史博物館(後更名為中國國家博物館)進行展覽,但此時的模型并未完美。
《人民畫報》于1952年刊登介紹了王振铎先生所制作出來的地動儀模型,中國特種郵票也于次年進行選印;
除此之外,這個遞送一模型還多次在中外文化交流中作為文化載體進行對外宣傳,也被當作“國禮”在聯合國世界知識産權組織總部展出,與其同時被展出的還有美國從月球帶回來的岩石,可見地動儀的國際影響有多重要。
王振铎先生所造出來的地動儀既弘揚了中華民族的傳統文化,也向全世界彰顯了我國古代的科技文化成果,宣傳效果非常好。
因此,王振铎先生所制作的地動儀模型被收編入全國中小學教科書裡,中國地震局幾十年來也用其作為标志,直到文史界的争議越來越大才更換了。
張衡地動儀為什麼會被移出教科書?
更準确地來說,是由王振铎先生制作的地動儀模型被移出教科書,原因也很簡單:由于内部結構不合理,龍珠根本無法掉落,它并不具備預測地震的能力。
也就是說,這個模型存在一個非常嚴重的問題。
直立杠杆原理依靠的是物體的不穩定平衡來實現的,但它的靈敏度并不高,馬車或者大型物件的傾塌都會使其産生反應,無法具體判斷究竟是地震還是外界物理因素造成的珠子掉落,地震學也證明這種原理不适合用作地震報警器。
而且,按照這個模型制作出來的地動儀,沒有一個具備監測地震的功能;在訪問日本時,甚至出現解說人員用木棍推一下龍珠才掉落的尴尬局面。
房梁下吊塊肉是最基本的天然驗震結構,所以傅承義說出這樣的話也無可厚非。
一時間,國内外的文史家和科普專家紛紛提出質疑,批評文章也不斷湧出。
直到馮銳重新确定了核心部件的形态和構造,将散落在四周的蟾蜍固定在樽體上,利用公元134年的隴西波動進行測試,龍珠掉落,也不會受到其它縱波的幹擾,1700年前的寶貝才重新“問世”。
為了糾正教科書上的錯誤,馮銳多番遊走,這才将王振铎先生制作的地動儀模型移出了教科書。
科學總是在不斷确認和推翻中前進,例如繼地動儀後,上海交大教授又提出司南模型也該被删除的論斷,因為仿制王振铎先生制作出來司南模型根本無法指南,和地動儀無法驗震是一個道理。
從科學的角度來說,馮銳所還原的地動儀确實比王振铎先生的要高,但畢竟已經過了一千多年,100%還原真正的地動儀可能性不算大。
或許在未來,又有新的專家在馮銳的基礎之上再度進行更高度的還原也尚未可知,我們隻能拭目以待了。
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