雕塑佛看世界
大千世界，趣聞橫生，細細品嚐，回味無窮。
編者按：公元132年，張衡發明了地動儀，可以觀測到發生地震的時間和方位。近代的地震儀在1880年才製成，它的原理和張衡地動儀基本相似，但在時間上卻晚了1700多年。但是，張衡地動儀早已失傳，後人仿製的地動儀工作失常、失準，國外科學家甚至對於張衡地動儀曆史真實性表示懷疑。本文敘述我國專家根據曆史文獻複原張衡地動儀的事跡。 ——雕塑佛
地震學家馮銳和公元1951年，考古學家王振鐸複原並製造的“張衡地動儀”模型。
《發現之旅》欄目拍攝節目現場。
一、驚世駭俗
在中國曆史博物館，擺放著一件，古代的神秘儀器“地動儀”。傳說有一天，趴在儀器上的八條巨龍，突然受到大地的振動，龍口內所含銅丸，突然掉落。數日後快馬來報，龍頭所指方向，天崩地裂。然而，這個流傳了1800年的神奇傳說，卻遭到現代科技界的質疑。
公元138年，隴西大地。一騎快馬在路上飛奔。突然，天空電閃雷鳴，大地劇烈震顫，緊接著房倒屋塌傷者慘嚎，死者屍橫遍地，悲慟天地。
張衡緩步走向地動儀，儀中有異響，片刻一珠從龍嘴出，下墜入蛙口。張衡驚覺，蠟燭微跳，茶水不動，旁觀眾人互相對望。張衡從蛙口中取出龍珠，眉頭緊皺。
馬上人汗流浹背，身背公文疾馳而過，直奔都城洛陽。
這是世界上第一部架設在世界各地，可進行台網觀測的地震儀器。它是由現代地震學之父，英國人米爾恩於公元1894年製造的。
但是這部製造於中國東漢時期，公元132年，人類曆史上最早，可以感應地震的儀器。竟不可思議的比世界同類技術提前了1700多年。創造這一科學奇跡的人，是中國天才的科學家張衡。
然而曆史也有遺憾。自從公元132年張衡造出了地動儀，僅在公元138年記錄了一次隴西地震後，“地動儀”就仿佛一陣煙塵般，消失在曆史的深壑。據史學家推算在西晉末年。不知什麽原因“地動儀”徹底消失無蹤了。
對地動儀存在的記錄僅見於西晉文人範曄所著《後漢書，張衡傳》中，張衡地動儀成為千古不解的迷團。
公元1951年，考古學家王振鐸曆經數年，考證研究終於複原並製造的“張衡地動儀”模型，為我們提供了一個直麵中國古代科技文明的窗口。在教育、科技、文化領域裏，張衡的輝煌就等同於中國的輝煌，衝擊著每一個人，也震撼了世界。於是數以億計的中國人，便毫不猶豫的把這一模型認定為1800年前張衡親手製造的。
地震學家馮銳從事地震研究四十年，在他的書架上，有一本書《張衡科學與宗教》，是奧地利學者雷利伯所寫。書中驚世駭俗的言論，令中國人根本無法接受。
馮銳：這個人的觀點就是說比較尖銳了，他忽然談到這個問題，就是說張衡這個地動儀，中國人把它視為國寶、視為國粹，說在中國的曆史博物館還有這個東西，可是它是不科學的。
馮銳：我的眼睛就說怎麽回事，說是不科學的，說這個儀器是不能科學的工作，而且它失傳，是因為它不科學，所以它失傳，再進一步說，因此它失傳了，所以張衡地動儀也沒給後人任何啟發、思想作用什麽都沒有，因此後來意大利、法國，這個後來發展的地動儀器跟張衡無關係，因此在曆史上有張衡沒張衡，曆史是一樣的，時光流轉，1800年轉瞬即逝。曆年來在河南地區的遺跡發掘中，也從未找到張衡地動儀的蛛絲馬跡，甚至連支言片語的信息也沒有。
馮銳：而且還談到，就是說這個中國人把這個張衡看成國粹，完完全全是一種民族的想往，不是一種完美的現實。這句話我覺得真是很讓我嚇一跳，因為他的觀點太尖銳、太犀利了，我們知道，張衡地動儀的的確確鼓舞教育了幾代中國人，在中國人心裏，他的科學性，和真實存在性都是不容置疑的。但是這來自國外無情的質疑竟然有理有據，言之咄咄。令人一時竟不知如何應對。這對每一個中國人來說，都仿佛是一個難以接受和容忍的侮辱。
因為科學是沒有國界的，但是做出科學成就的人是有國界的，為這個科學成果引以為自豪的民族是有國界的。
“自豪”這種情感，對於從事地震研究四十年的地震學家馮銳來說，仿佛來得更加強烈。這不是對馮銳一個人的挑戰，而是對中國學術界提出的挑戰。馮銳，將怎樣解開這流傳了1800年的地動儀傳說之迷。
《防災博覽》雜誌編輯武玉霞，在修訂馮銳寫的地震科普文章“地震沒地震抬頭看吊燈”，馮銳為了加強文章的分量，在文章中加進了一段，張衡地動儀是世界上最早驗震器的內容。
我想最早的驗震器是張衡，所以我們寫第一個地震諺語的要提到張衡才比較合理。
當武玉霞看到這裏時，發現張衡地動儀的工作原理，和馮銳文章裏論述的地震理完全相反。
武玉霞：最後一段結尾的時候，就寫到了張衡地動儀作為驗震器最早的一個儀器，但那時候還沒有提到張衡地動儀，就覺得那個波是不對的，如果說按照他那個就是不對，地動儀的內部，是一根直立的棍子，地震來時，靠棍子的隨機傾倒觸發機關吐丸。而吊燈驗震是靠懸掛擺動方式，這兩種運動方式完全不同，到底是怎麽回事？問題不搞清，文章不能發表。武玉霞馬上找到馮銳，希望得到滿意的答案。
武玉霞：在長期的生活實踐中，地震來了，最簡單的一個方法，就是好多人把啤酒瓶子上放在比較平麵的桌麵上，或者窗台上，它作為一個報警器在用，如果說稍微有一點動靜的時候，瓶子就倒了，人們就知道是地震了。
馮銳：那麽這個辦法是不好的，因為人走路啊，關門啊、車馬一走，咣璫咣了一聲，所以我們不能判斷是地震引起的，還是非地震引起的。
倒立的酒瓶和倒立的棍子原理完全一樣，由於這種方法無法區分振動波，因此現代地震儀器根本不會采用。
“中有都柱”這是範曄在後漢書中對張衡地動儀內部最重要結構的描述。為什麽地動儀的內部會是一個完全錯誤的原理，馮銳無法理解。
馮銳：可是我們把地動儀找了材料以後，一看，哎喲。結果傳統模型，就是大家都習慣這個模型，它裏麵是一個棍，就這麽托著，恰恰是我們說不要做那個，像啤酒瓶不能這麽放，是這個東西。
後漢書對地動儀檢驗地震的描述，是這樣寫的。“尋其方麵乃知震之所在。”也就是說，龍頭吐丸後，可以按照龍頭方向確定地震從何而來。很顯然，“張衡地動儀”完全能夠精確的發現來自任何方向的地震。地動儀能夠這樣準確，這絕不是隨便亂倒的酒瓶子可以做到的。
馮銳：這個就有點，這個矛盾就暴露出來了。這個就帶來了一個原理的問題。
於是馮銳根據後漢書中，唯一的定量條件“圓徑八尺”做了一個計算。希望算出矛盾的症結到底是什麽？
馮銳：那麽仔細看的時候，我就要必須從物理上來分析它，首先一看，這八個蟾蜍是分開的，好，沒關係我可以把它剝開，這個龍的位置不過是的同亂軌跡，落點的位置而已，沒關係把它拿開，龍沒關係，龍在我的眼睛裏頭，它就是個質量，那麽這個外殼一個柱子這兩個是分開沒關係的，把這個東西再分開兩半，這是個外殼，因為它沒關係嘛，這是個柱子，把這個殼去掉它，這樣就是它了，把這個東西我做個計算，算一算它。
馮銳：按照梁思誠先生他寫中國建築史裏頭，他專考證了漢朝的柱子，高度和這個比，一般三點幾到五點幾，是矮胖矮胖的，這麽墩墩實實的，是這樣的柱子。
那麽這個粗壯的都柱，帶來的直接結果，就是地動儀無法達到靈敏的要求的。
這個柱子得細，越細越好，越細越高，這算靈敏，你弄那麽大的，它拎不動了，越細越細，很細很細，這樣就靈敏了，這樣我們一算，要非常細非常細的，就是高度和直徑之比1225：1才能達到人沒有感覺動，儀器有反應了，什麽意思呢？就相當於這個柱子兩米高，這個柱子直徑1.5毫米才行，這個不對。
那麽這麽細的“都柱”根本沒有足夠的能量，觸發巨龍吐丸。甚至可能連自己站穩都無法做到？
這時馮銳在一份資料中查到。這一理論的提出最早始於日本人萩原尊禮，他也是根據後漢書張衡傳中的記載，以“地不覺動”為條件，得出了與馮銳相同的結論，果然在實驗中，萩原無論如何也無法讓直徑隻有1.5毫米的“都柱”站立起來。於是萩原尊禮隻得利用現代技術，設計了用拉簧固定的“都柱”，這個都柱被取名為“倒立棍”。
馮銳：比如我們這是一個柱子，如果是這樣放的話，那就是這麽托住，這樣的話它會倒，但是這樣倒什麽事情都可能倒，你判斷不出是不是地震。張衡的地動儀是個驗震器，就是說隻有地震它才動，不是地震它不動，這個儀器的科技價值是非常高的，然而在日本東京大學的實驗室裏，即使是這個帶彈簧的倒立擺，經過反複試驗，始終無法達到“地不覺動，而儀器有感”的臨界條件。
馮銳認為，如果地動儀真的是倒立擺，那麽就隻有一個結果，張衡錯了。
我們說地震沒地震，抬頭看吊燈，是指這個意思，它應該這樣吊，它說如果有這樣的，它不動了，地震水平晃動應該它晃動起來了，那麽這個原理就跟我們所談的這個，地震沒地震，抬頭看吊燈這就矛盾了。
馮銳和武玉霞非常清楚“倒立棍”是完全錯誤的。但是要說地動儀錯了，那麽在後漢書裏，記錄的地動儀發現隴西地震的實例，怎麽解釋？懷疑傳統模型，就是質疑被國人奉為神明的地震始祖張衡。兩人感到惶恐和不安。
武玉霞：本來這篇文章裏頭要談到張衡地動儀，他的原理的問題，就是對地震波的記錄，但是就是因為這塊發生了一點問題，然後就把要寫的東西給刪掉了。
馮銳：就是說地震沒地震，抬頭看吊燈。張衡地動儀也是這樣的，可是我們一看，不是這樣的，所以我們也不敢寫這句話了，不談這個問題了。
誰也沒想到，一篇科普論文和一條地震諺語，竟引發了一個令人幾乎無法承受的大事件，這是馮銳和武玉霞都無法承受的。
馮銳：我作為一個地震學家，那麽一直引以為自豪的，是我們張衡是地震儀器的鼻祖，那我覺得是很大的精神上的壓力的。這個起碼我從感情上是很難接受的。
無情的事實擺在馮銳的眼前。奧地利學者雷力伯，認為張衡地動儀是完全錯誤的。而馮銳的論證結果恰恰也得出了，張衡地動儀存在原理性錯誤。難道張衡地動儀真的隻是我們心中美好願望嗎？
但是為什麽張衡地動儀會在世界上，流傳如此之廣，又如此深入人心？(馮銳不敢想象，難道是現代地震理論也有無法解釋的缺陷？)馮銳反複思考後漢書中的句子，並反複作著每一步驟的計算。
馮銳根據王振鐸的論文，推算出隴西地震，觸發在京師洛陽的倒立棍傾倒。地震最低烈度應為5度，但是這樣的烈度，會使洛陽地麵晃動，人畜驚逃。顯然這樣的結果大大違反了後漢書中的記錄“一龍激發，而地不覺動”。
王振鐸設計的都柱並不合理。
馮銳突然意識到，自己對張衡地動儀的看法及外界的否定，都是針對流傳最廣的王振鐸模型。那麽還有一種新的可能，不是張衡錯了？而是王振鐸錯了？
馮銳繼續翻看著王振鐸的論文，突然在論文中出現了一個熟悉的名字。日本地震學專家萩原尊禮，原來王振鐸的“倒立棍”理論是從日本人萩原那裏得來的。
1937年3月28日，從東京東南的羽田方向發生地震，在萩原尊禮的實驗室裏倒立棍突然傾倒，但是令人不解的是“倒立棍”，卻不受控製的倒向了錯誤的的方向，西南。這一結果證明，“倒立棍”根本無法實現“尋其方麵，乃知震之所在”。
由於王振鐸是考古學家，地震知識有限。因此錯誤的選擇了“倒立棍”作為地動儀的“都柱”。然而正確的“都柱”到底應該是什麽樣子？它是怎樣工作的？這一切在《後漢書》中，卻沒有更詳細的描述了。馮銳唯一肯定的是，張衡地動儀是隻對應地震的科學儀器。絕不可能是“倒立棍”這樣不穩定的結構。
馮銳：我們看那個後漢書有一段講到，“如有地動，尊則振，龍機發，吐丸”，那麽這個過程是符合懸垂的工作原理的，是有特征的。
地動在先，然後樽振，續而機發，吐丸。這是一套有著先後順序的機械連鎖動作。四者有著一環緊扣一環的聯動因果關係。如果這一推測成立，那“振”字，就是證明 “懸垂擺”是張衡地動儀工作原理的證據。
馮銳：第二我們後來看看史書， 發現那個時候對記載的地震，經常用搖，地麵震動就是搖，包括皇帝下詔書上寫的，地搖京師，人已經注意到了地麵是搖晃的，還有一個後來我們發現後漢記是這樣記錄的，地動搖樽，它寫的更清楚了，是地動搖樽，這不是寫的很清楚了嗎。
如果後漢書沒有寫錯，那麽張衡地動儀原理就應該像懸掛的吊燈般晃動。
“懸垂擺理論”是現代地震學之父英國人，米爾恩創立的，距今隻有100多年。而1800年前，張衡就不可思議的理解並利用了“懸垂擺原理”。這是後人無法想象的，難道張衡是個超人或者神仙。
馮銳思索著，張衡是怎樣思考的？
生活啟發了科學，於是從這一天開始，自然科學家馮銳，一頭紮進了完全陌生的領域，考古學。開始查證漢代的物質基礎，親身體會是什麽東西觸動了，生活在漢朝的張衡，產生了這偉大的靈感。
在大量出土的漢代石刻和文物中，馮銳興奮的發現了很多懸掛物。
對馮銳來說，這無異於是一次心靈之旅，仿佛自己能夠觸碰到先人的精神世界。那個時代的張衡也許還不能準確的描述地震波的性質和慣性原理。因此在後漢書中，也就沒有詳細描述都柱的運動方式。但古人卻巧妙的用“樽則振，龍機發”這六個字，把地動儀機械聯動的先後順序寫的清清楚楚。
馮銳：人都有感了，動搖京師，那麽這些懸掛是一定晃動的，所以我們判斷如果是采取懸掛擺這種辦法，是有漢代的物質條件，不會出大格的問題。那麽張衡就有可能會受到這個東西的啟發。
“張衡地動儀”如果工作過，“懸垂擺”是他唯一正確的選擇。這同時也就說明了，擺在國家曆史博物館中，“張衡地動儀”的確存在著致命的錯誤。原理錯誤必然影響結構，結構的變化必然影響外觀的改變。張衡地動儀到底應該是什麽樣子？沒有人知道。但馮銳堅信1800年前，真正的“張衡地動儀”和現在的模型必定有著巨大的不同。
武玉霞：如說我們最初發現這個問題，其實心裏也挺矛盾，也還是挺有壓力的，首先就是無論我們的工作做的多麽的細致，你的計算多麽的嚴謹，那麽你想推翻掉這個東西的話，那麽可能受到的這種社會的阻力是挺大的。
雖然懸垂擺原理，得到了肯定的結論，但是要想改變深刻影響了中國人的王振鐸模型談何容易。
不但現在的教科書裏仍然在沿用著，這個模型。甚至國家級饋贈的禮物也仍然還是這個模型。甚至國家地震局的標誌也還在使用這個模型。可以想象對這個模型任何細微的改變都可能引發令人難以預料的結果。這不是一個科學家可以承受的。
都柱是什麽樣子？怎樣驗震？如何吐丸？等一係列神秘而誘惑的問題，吸引著馮銳欲罷不能。但是由於沒有經費的支持，地動儀研究在一年後被迫停了下來。2003年馮銳在論文中無奈的寫道：
馮銳：我們現在還沒有能力對張衡地動儀的懸垂擺的原理的施關發機，牙機巧製，做出更具體的複原，那麽就像在我們讚美斷臂的維納斯雕像一樣，寧可去欣賞它的超越時代的缺憾美，而把這個古典文化這個無窮魅力留給後代。我們不要給他加胳膊了。
揭開“張衡地動儀” 真相之謎。對任何人來說，都具有著無窮魅力。而馮銳最大的缺憾是不懂曆史和考古，麵對著充滿誘惑的挑戰，難道他真的隻能把這深深地遺憾和無奈留給後人嗎？
二、理性的思辨
地震專家馮銳，無意間發現了一個，自己都不敢相信的事實。
張衡地動儀竟然存在著致命的錯誤。從內部到結構，都有可能完全不是中國人所熟悉的樣子。然而質疑這神聖的儀器，卻令馮銳深感不安。
1998年5月，在河南鄭州，耗資三個億建成的河南省博物館，正式開館。
田凱： 原來我們的展覽裏麵，要展示張衡地動儀，當時最權威的那就是國家博物館陳列的，王振鐸老先生陳列的那個模型。所以當時我們就沒有其他的選擇，就按照那個模型就造了一個木質的模型。
於是，王振鐸所作模型，作為1800年前的“張衡地動儀”又擺在了在科技館裏，代表中國古代重要的科學成就。然而館長田凱非常清楚這個模型是有問題的。
……但是這種情結在我的腦子裏一直存在著我這個地動儀不能動，作為博物館是個問題。
2003年，李長春視察河南博物館時，停在了不能動的“張衡地動儀”麵前疑惑起來，作為中華曆史上如此輝煌的技術為什麽隻是一個漂亮的外殼。但是當時沒有一個人能夠給出滿意的答案。這件事使田凱暗下決心，一定要親手解開困擾自己的地動儀之迷。
田凱：這個事情靠博物院自己做不下來，我們自己的知識結構，自己的能力是有限的，當時商量完以後，就決定在全國範圍內，進行創意招標。
終於，2004年田凱利用各種媒體，向外界宣布了自己的願望，再造地動儀。
與此同時在北京有一位科學家，正在為無法破解張衡地動儀之迷而苦惱著。
馮銳意識到，雖然推算出王振鐸複原模型存在著原理錯誤。但這並不能證明“張衡地動儀”沒有在科學曆史上起到過重要的作用。《地震和地球的其他運動》是現代地震學最早的專業著作，作者是英國人米爾恩，這本書是每一個搞地震的人都必須研讀的。
馮銳：蔑爾他是1883年在寫地震和地球的其他運動當中，第一位寫到張衡地動儀，到了他去世的時候，是1913年，那時候正好出第七版，這是一個很有名的開山之作的地震學，到這個時候是刪得幹幹淨淨，沒有了，地震學一開始講，蔑爾的地震儀開始了，這個給我思想當中也是很大的刺傷。
把張衡的內容從米爾恩的著作中刪掉。原因難道真的如雷利伯所說，“張衡地動儀”是不科學的，在地震學曆史上從沒起到過任何作用。
這時侯發生了第二個令馮銳印象深刻的事情，1993年美國地震學者伯爾特在自己的新書中提出張衡地動儀模型工作原理不清。最令人無法接受的是，他附上的一張自己想象的“張衡地動儀”概念圖，同時令人感到滑稽的是，在旁邊還有一個身著農民裝束的人，這就是西方人心目中的張衡。
在這些資料中，馮銳受到了很大的傷害，但是書中的論據卻又言之咄咄，令人無從抗辯。這種無奈和沮喪令馮銳倍感煎熬。
通過兩年的研究，馮瑞已經收集到近一百年來，世界上十幾個地動儀模型概念圖。可以看出這些概念圖中有“倒立棍”原理，也有“懸垂擺”原理，然而不論哪種，都隻是停留在概念的水平上，而隻有王振鐸的模型作成了實物，而且影響最大。
馮銳：長久以來我們就以為是這樣的模型，特別有些國外人士就以為它就是真實的東西，張衡地動儀就是他了，……就認為是張衡錯了。
張衡地動儀所引發的似乎不僅僅是科學問題，還波及到了民族榮譽。1988年中國曆史博物館在日本搞了一個，中國古代科技成果展。張衡地動儀也在參展之列。
李先登：影響很大上百萬日本觀眾參觀，為此我們做了一個原大的張衡地動儀模型，銅丸，讓它怎麽動它都不下來，實際沒辦法，說個笑話，我們當時給觀眾表演的時候，用棍捅那個丸讓它掉下來，這不行。
由於地動儀是一個科學儀器，沒有地震專業知識的人，幾乎無法判斷它的科學價值，隻能把它看成是一個，具有中國千年文化傳承的藝術品。但這件事卻在年青的李先登心理畫上了一個大大的問號。這疑問在心裏埋藏了很多年。但是在2004年的夏天，當他在網上看到了河南省博物館發出的聲明時，他意識到這也許正是改變的機會。
李先登：如果還按著舊的複製，花了若幹萬，結果不能用，這不行。所以我馬上就給河南博物院，張文軍院長和田凱院長，給他們兩個人寫了封信。
田凱：在信中就談到了他和馮瑞教授正在進行這樣一個研究，說你們如果感興趣，我可以給你們牽線，和馮瑞教授聯係來共同做這件事情。哎呀，我們當時看到這封信也是非常激動、非常感動，好像看到了一束黎明的曙光，就那種感覺。
就這樣2004年7月，苦思冥想中的馮銳，突然和這樣一個機會不期而遇。全部研究經費由河南博物館承擔，國家地震局全力支持。
馮銳：地動儀複原研究是一個嚴肅的一個科研任務，我們不是做商業玩具，我們的價值就是要用古代的，就是漢代的技術，漢代的工藝，那時候的美術觀點，甚至考慮那時候的神學觀點去理解它，去浮現它。
在過去的一百三十年裏，“張衡地動儀”不解的謎團，困擾著世界上無數的科學家和學者，他們都無法實現夢想，難道馮銳就能在旦夕之間完成嗎？這是馮銳研究地動儀以來壓力最大的時刻，也是挑戰最大的時刻。
馮銳：這才是科學我們這次工作的靈魂、價值，也是我們研究的樂趣。我們感到很HAPPY，快樂的事情。
王振鐸先生的模型已被證明是一個錯誤模型，必須放棄。而複原“張衡地動儀”必須另辟蹊徑，馮銳所擁有的條件隻有兩個，第一，是被很多史學家評論為“孤證”的《後漢書，張衡傳》中僅有的196個漢字。
第二，就是馮銳用了兩年的時間得出的，張衡地動儀是“懸垂擺”原理的結論。然而這還隻是理論結果，要想做成一個實實在在看得見，摸得著，能驗震，又符合漢朝特點的儀器，談何容易。
馮銳：雖然我們有這個心去做複原，但是我們要必要性，能不能幹下去，我們心裏說句實話還是打著鼓的。說別人不對容易，那你做一個，難啊。
複原工作要經常涉及古代曆史、文學、美學這是一個自然科學以外的全新領域。
馮銳：這時候我特別感到我們作為自然科學家對古文了解實在是太差，實在是太差，我們有時候去博物館，感到我們簡直是沒有知識，像野人一樣，很多看不懂。
馮銳既要考古，又要根據考證的結果進行複原設計。但是怎樣保證設計的準確，從哪裏開始呢？
在後漢書中記載著“柱”“道”“關機”“丸”四個神秘的結構，應該怎樣設計這四個結構，即符合漢代工藝，又能檢驗真實的地震，馮銳唯一的根據隻有《後漢書》。
馮銳：你要做這樣的複原怎麽起步呢？這在技術上有一個很要緊的是個問題，就是定量，定量是這個問題的關鍵。
尋找定量的依據是自然科學與考古學本質的區別。
回顧通篇《後漢書》馮銳幾乎倒背如流，這196個字中隻有一個定量詞“圓徑八尺”，但要複原地動儀靠這一個條件還遠遠不夠。
張衡的科學水平如果不是傳說，那麽在後漢書中就必定隱藏著科學的玄機，馮銳必須利用這唯一的條件，找到更多的定量參數。
馮銳：那麽既然是兩米左右的話，那它這個都柱如果懸掛起來，它最大的長度，充其量是兩米，……那麽我把這個柱子我碰它一次，讓它晃動，一晃動它就有個固有周期，這是體固有的屬性，現在一擺的周期是一秒到六秒，在這個範圍內，張衡地動儀它的過往周期是1.7秒差不多到2.1秒左右，在將近兩秒的位置，那不恰恰是我們現在地震儀的合理範圍，…好，這個參數決定我可以做了。
馮銳通過測量，計算得到了第一個定量數據，“都柱”擺動的固有周期2秒。
馮銳眼望著書架，思索著第二個定量是什麽？“傍行八道”“一龍發機，而七首不動”“如有地動尊則振”。
馮銳：如有地動尊則震，好，震這就是有參數的，尊則震是人眼睛看到它震了，那麽將近兩米這麽高的物體，你一眼就能看到它振動，看到它晃動了，…所以我們在辦公室做實驗，看看那個書架，我們用一個小東西看一看，眼睛能不能看出來，…這個 幅度多大？差不多三毫米到四毫米，起碼有這麽大。
第二個定量參數尊體的位移量也有了。馮銳認為在後漢書中絕不僅隻有兩個定量參數。
馮銳：我反複想，還有一個參數，就是隴西地震，嚐一龍激發而地不覺動，京師學者鹹怪奇無征，那就是說地麵動了，人還不覺得動，那麽地震就有辦法了，這個力度應該是三度到四度，三度到四度那個裂度，它加速度差不多是千分之一的加速度，也就是說每秒每秒一個厘米左右，好，那我們加速度就有了。
“一龍激發而地不覺動”得到了地震波的加速度，“尊則振”得到了尊體的位移量，和“都柱”的晃動得到了懸垂擺的擺動周期，還差什麽？馮銳在心裏反複背詠著後漢書。
馮銳：他講後數日驛至，數日什麽意思？一般我們可以理解三五天吧，那麽人一天跑一百裏地可以了，那麽馬呢我們就算足了吧，一百公裏、兩百公裏，那幾百裏地了也就這樣，那麽三五天我們就這樣算下去，這個距離就應該差不多是五百多公裏到八百公裏，這個大體範圍就有了，我們拿地圖一量確實距洛陽地區，這麽大距離就是隴西，對的。這個距離我們就知道了，這個距離我們跟曆史地震比較地震的大小，我們就可以估算出來，應該是六級半左右到七級。
根據《後漢書》中對張衡地動儀內部的描述，以這四個定量參數為基礎，再找到隱藏在字裏行間的秘密，從新設計出符合記載的四大神秘結構，柱、道、關機、丸。
馮銳苦苦求證的量化參數，在1800年前張衡是不可能掌握的。誰能知道，張衡是運用怎樣的方法，造出如此巧奪天工的器物的。
由於準備充分，設計開始出乎意料的順利。
馮銳：中有都柱，這個好理解，那麽中間有一個粗的大的重的柱子，這是個慣性體，它的慣性運動來檢測出地震，就是非常合理，非常物理的思想。棒性八道有八個道，那麽接著有八個龍，八個方向，這個好理解，還有龍機發，說機就是杠杆，牙機就是杠杆，過去有出土，就是這個弓箭，首先銅丸好理解，這四個是比較好理解的。
然而這樣的順利沒能持續太久，在設計“都柱”部分時，為了達到龍首吐丸，馮銳在都柱的四周設計了八個觸點，但是這個像狼牙棒一樣的“都柱”令設計過於複雜，這樣的設計能夠達到“一龍發擊，而七首不動”嗎？
馮銳：就說當這個地震波來了以後，它觸發銅丸是一個球掉的時候，其他是不動的，這個真是張衡在給我們出難題，因為地麵幅度非常小，你想如果是三四個毫米，我們按照四個毫米做計算，這個柱體和這個杠杆，這個接觸點要非常近非常近，它要兩個方向的近，非常近。
當一個方向的地震波傳來時，都柱帶著八個觸點向前運動。觸發一個機關，吐丸。但是每個觸點相鄰45度的位置上還有兩個觸點，也同時被觸發了，這樣的設計是非常不嚴謹的。
馮銳：所以我們在設計那個觸點的時候，是非常卡的非常非常緊張的，你動它不會碰它，碰它不會碰它，這個加工就很難了，由於觸點和觸點之間的縫隙隻有三四毫米的距離，迫使都柱的設計要非常精確，加工要非常精密，調整要非常精致，一切在嚴格的標準下進行，才有可能最終達到“一龍擊發，而七首不動”。張衡會不會也選擇了這樣的設計，或者還有更好的方案。馮銳不得不再一次欽佩張衡。如此困難的技術他在1800年前就已經解決了，難怪有人說張衡是天外來客。“都柱”的設計變得緩慢異常。
都柱的設計還沒有結束，難辦的事情接踵而至。由於“都柱”的需要擺動空間，於是引發了外部尊體的大變化。原來橢圓的蛋型必須改變。
然而馮銳還不能理解，後漢書中對地動儀外觀“合蓋隆起，形似酒尊”的描述。
馮銳：後漢書隻是講氣蓋隆起，這隆起到什麽樣子，這個說不清楚，王振鐸模型成橢圓的蛋型，是為了給內部的倒立棍足夠的擺動空間而設計。但在查遍漢代資料後，馮銳發現，漢代根本沒有這樣的酒樽。而大多的漢代酒尊，都是像蒙古包的直筒尖頂造型。馮銳認為，古人既然提到“合蓋”的問題，就一定有它的目的。
在北京大學博物館，馮銳見到了真正的漢代酒尊。這是一個完美的金字塔造型。隻有具備這樣穩定的結構，才能作為科學儀器使用。馮銳看著這尖頂的酒樽，體會著，難道這就是後漢書中所說的“合蓋隆起”嗎？
馮銳：當時我們在看書的時候，也不知道怎麽辦這個時候盧兆蔭先生他有一天晚上給我打個電話，說馮瑞，我又找到一個有關張衡地動儀的一些材料，說是續漢書，我說續漢書是怎麽回事，他說司馬彪寫的，我也沒有反應過來，我的曆史不行，司馬彪、司馬毅我都搞不清楚這個，他說西晉的，我朝代也搞不清楚，很慚愧，我什麽時候，他說西晉的，他說比範曄，我們看的後漢書還早一百多年呢，哎喲，我說這真是喜從天降，當馮銳迫不及待的拿到《續漢書》後，書中對酒尊的描述令馮銳，恍然大悟。
馮銳：這個他明確講，它的蓋是氣蓋穹廬。
馮銳：那就等於是上麵是一個穹廬天，然後有個龍，是天上飛龍下來了，下麵是蟾蜍，那這個比喻就是一個非常好的一個地學觀點，
為了求證古代儀器，精準的外形特征同時還能滿足科學儀器的穩定要求。馮銳來到古觀象台，測量古代儀器，尋找曆史的證明。
馮銳：那九尊它上麵是一個穹廬形的蓋，下麵是一個直筒，然後下麵有器族，什麽動物，這個部分中間的直立部分你側麵一看，它是個矩形，我們中國青銅器這個高度和它的寬度之比，就是側麵看，是多少呢？0.62這是什麽參數啊？0.618就是接近0.62了，黃金分割的參數啊。
馮銳：這個龍製作0.618就在軌道的下方，特別好看，而它的質心更低，這是一個很美麗的東西，所以這是我們中國科學的，科學和美術的一個很好結合的一個典範。
站在城頭，馮銳仿佛有了些藝術家的氣質。作為一名自然科學家，從來也沒想過自己的研究課題，有一天竟然和考古，藝術緊緊的聯係在了一起。遙想千百年前的古人，是什麽樣的動力，什麽樣的智慧使他們創造出如此巧奪天工的作品。令今人看來也隻有讚歎的餘地。
都柱的設計問題還沒有解決，一個新的問題又產生了。在王振鐸的模型中，蟾蜍被設計成，散放於尊體四周。由於占地麵積過大，明顯與“圓徑八尺”1米85的限定不符。在博物館工作的李先登也認為這樣設計並不合理。
李先登：我跟王先生就提出來過，我說散之四周，不嚴密，你這位置怎麽擺？因為我們搞陳列嘛，是往前點擺，往後點擺，……王先生說，還是你們看吧，擺怎麽合適就合適，還有一個令馮銳無法理解的是，後漢書寫地動儀的文字隻有196個，為什麽範曄要寫兩次蟾蜍受丸的功能，很顯然這不符合古人惜墨如金的特點。
三、懸機巧製
地震專家馮銳，在得到河南博物院和地震局的支持後，終於開始了張衡地動儀的複原工作。然而複員之路並不順利，雖然確定了一個漂亮的漢代酒樽外形，但都柱的結構設計過於複雜，並不符合漢代工藝特點，怎樣改變一時還沒有辦法。同時又發現，蟾蜍散放於地動儀的四周，這種並不嚴謹的擺放，不符合科學儀器特征。而且占地麵積超出了後漢書中“八尺”，也就是一米八五的限定。
1975年，河南省考古隊在洛陽市南郊，發掘出土了一座搭建在山坡上的建築。這就是建於東漢建武中元元年著名的靈台。靈台是古時帝王用來觀天象，占幸運，卜吉凶的高台建築。經資料考證“張衡地動儀”也曾經放置在這裏，並進行過地震觀測。
張衡地動儀複原工作正在緊要關頭，為了提供給振動試驗所需真實的隴西地震波形，馮銳來到了靈台遺址。實地考察建築條件和地基結構，判斷在1800年前，如果隴西地震傳來，會給放在靈台的“張衡地動儀”帶來怎樣的影響。
靈台位於洛陽城南，在洛陽與靈台之間剛好有洛河通過。由於河床兩邊屬鬆軟土層，靈台又建在了高高的土坡上，土質鬆軟，很顯然地基不穩。
馮銳反複觀察，思考，用現代地震學觀點來看，靈台的位置對於地震觀測是非常不利的。為什麽張衡要選擇把地動儀放在這樣一個不穩定的地基上。
當馮銳站在靈台山頂向遠處的洛陽城眺望時，突然明白。
馮銳：那麽這個地方地基條件並不是特別好，應該說對現代地震學的研究來說，不是一個很好的地基條件，但對古時的觀測不會考慮這些問題了，而且台基還要高出來，儀器放上，那麽這個對我們地震波有個什麽樣的影響，地基本身有放大的作用，會比基岩岩石上的地基就有可能放大兩倍，一倍半。那麽這對於儀器觀測，古代的儀器觀測實際上是有利的，現代的地震儀，非常靈敏，必須選擇穩固的岩石地基。但這恰恰是張衡地動儀所不能選擇的。試想1800年前的漢朝，沒有電能驅動，十幾噸重的地動儀要想檢測到全國的地震，恰恰要利用地基鬆軟的放大功能，增加地動儀的靈敏。“如有地動，尊則振”，因此馮銳推斷,隴西地震所引起的視覺位移量能夠達到3mm,符合自己的估算。剛好達到了地不覺動而機器有感的臨界點。馮銳深深地折服於張衡這天才般的設計。
馮銳：張衡做那個混儀的時候，他講混儀於密室，那這個密室在1975年考古所在發掘的時候，在林台的西側已經發現了，是兩個密室，一個密室我們估計應當放著他做的混儀了，另外一個密室應該是放地動儀。
在洛陽考古大隊，馮銳端詳著靈台沙盤。一直以來，蟾蜍的擺放問題不能解決，使地動儀外觀設計無法繼續。王振鐸模型設計的蟾蜍是散放於尊體四周。而李先登先生認為蟾蜍與儀器應為一體。到底誰的觀點才對，馮銳要用科學的方法解決這個問題。
馮銳：我們就根據挖掘時候的報告、照片和尺寸，那麽我們就量量，密室的這個房子長寬，要看看儀器能不能放進去。
馮銳：我們以前隻是覺得，蟾蜍不應該這麽放，這個地麵一晃動，銅丸掉下來這個點是不確定的，它高度0.6米，這個銅丸就水平出速度，就會有每秒51個厘米的這樣的出速度，它落到了蛤蟆嘴裏以後，這個誤差會偏離15到20厘米，這個軌跡可以算出來，那麽這個在地麵一震動，有30公分這麽大的偏差，根據計算，王振鐸模型的實際圓徑，3米75，大於後漢書中“八尺”1米85的限定。顯然，王振鐸模型，超出密室寬度幾乎一米的距離，根本放不進去。
如果蟾蜍緊靠尊體，不超出“圓徑八尺”的範圍，就可以輕鬆放入隻有2米2寬的密室中。
馮銳：也就是八尺，剛剛放進去以後，後麵可能也就剩了20多公分，這個餘地了，很窄的餘地了，這個房子可以放下去，這樣就告訴我們什麽事情呢？蛤蟆、蟾蜍恐怕不能離開它，分開的很遠，離開很遠這個房子放不進去了。這樣我們對它的尺寸有了一個基本的概念，重量有一個基本的判斷。
馮銳如釋重負般，長長的出了一口氣。
在來靈台之前，馮銳得到了一份，比《後漢書》年代更早的史料《續漢書》書，發現兩本書對蟾蜍的描述有很大差別。這時回想終於恍然大悟。
《後漢書》中“下有蟾蜍張口承之”和“蟾蜍銜之”這兩句兩次提到蟾蜍口銜銅丸，而兩次意思卻完全相同。
而《續漢書》中，第一句“下有蟾蜍承之”，去掉了“張口”兩字。看起來這是在強調蟾蜍“承之”，也可以解釋為蟾蜍在下，承托尊體。而“張口”兩字被挪到另一句中，“蟾蜍張口受丸”隻講蟾蜍口銜銅丸的功能。
《續漢書》兩次寫道蟾蜍，兩次作用不同。馮銳認為這樣的寫法完全符合古人，惜墨如金的造句風格。
這次靈台之行實地考證，再次證明了，隻有把蟾蜍和酒尊緊緊連成一體，才是最完美的設計。
同時馮銳還發現，在文化上，獸體向外代表著皇家儀仗的形式。而蟾蜍麵向內，而背向外，這樣擺放是對皇權的大不敬，在漢朝是不能想象的罪過。同時在漢代文物中，這種完全寫實的造型也根本沒有。這些與中國文化完全相勃的設計，絕不可能出自張衡之手。
馮銳：對蟾蜍這個造型條件各方麵，我們是非常慎重非常慎重，範曄的《後漢書》成書比司馬彪的《續漢書》要晚139年。也許作為文學家的範曄，在寫後漢書時，由於無法完全理解張衡的科學思想，於是在地動儀一段中加進了個人的理解。這恰恰是，給後人帶來誤解的原因。
馮銳：續漢書關於地動儀材料的發掘，就使我們的認識更深化了，使我們的模型也更加逼近原始狀態。
在中國乃至世界學術界，一直以來都把範曄的《後漢書》作為研究張衡地動儀唯一的依據，這也許僅僅是一個曆史的大玩笑。作為完全不懂考古學的馮銳，運用獨創的考古方法，和嚴謹的計算公式，終於發現並破解了蟾蜍擺放之迷。同時通過發掘的新史料，向世人證明《後漢書》並不是唯一記錄了“張衡地動儀”的孤證。
那麽作為研究者馮銳必須證明，王振鐸錯誤的蟾蜍設計，到底從何而來？
1800年轉瞬即逝，馮銳從靈台回到北京後。收到了一張從法國寄來的照片。照片拍攝於，法國凡爾賽宮門前的拉托娜噴泉。馮銳驚奇的發現，在噴泉四周有36隻，向內蹲伏的蟾蜍造型，似曾相識。
馮銳複原研究第一個做的是日本叫服布一三，那時候才24歲，他在1875年，把這個文字畫了一個圖形，就是這個張衡地動儀，當馮銳把服部一三設計的蟾蜍和照片放在一起對比，兩種蟾蜍驚人的相似。再把王振鐸的設計放在一起，三種蟾蜍完全一樣。馮銳恍然大悟，王振鐸對蟾蜍造型的設計和向內蹲伏擺放，完全照搬了日本人服部一三的思想，而服部一三是模仿的西方文化。
馮銳：這樣我們爭取在每一個細節當中，盡量找出我們中國的風格，中國的特點。
馮銳馬上要求美術組，完全推翻原來的設計，重新設計外觀造型，修正前期錯誤理念，把那些不必要的花紋裝飾去掉，緊緊把握住漢朝文化的曆史原型。重現了傳說中古老神器的輝煌。
圓徑八尺，銅形似酒尊，其蓋穹窿，外有八龍首銜銅丸，下有蟾蜍承之。”
考古學家王振鐸複原並製造的“張衡地動儀”模型結構圖。
考古學家王振鐸複原並製造的“張衡地動儀”模型外形圖。
地動儀的複原工作，對有四十年的地震研究經曆的馮銳來說，仿佛突然打開了一扇塵封的大門。不斷的發現，充滿了別樣滋味，有憤怒，有屈辱，還有自豪。到2004年7月，張衡地動儀外形的設計工作，基本完成。
馮銳：有一個模型是1883年英國人莊·米爾恩，這個人做的，一看到這個，我們眼睛一亮，這個人是什麽？他是現代地震學的奠基人，他如果是做這個圖了的話，說明他已經看到張衡地動儀了，那這樣就給我們一個很主要的啟發了，馮銳在《米爾恩傳記》中，驚奇的發現他對中國的描述，以及對張衡的評價。
1876年，米爾恩被邀請赴日本研究地震，於是他從英國出發，橫穿西伯利亞取道中國，最終到了日本。
馮銳：在日本這樣的條件下，他接受了東方文化了，看的這個後漢書，所以他在這時候，他是第一個把後漢書翻譯成英文，向全世界介紹的人，米爾恩在了解了張衡地動儀的懸垂擺原理後，開始在自己的房子裏進行試驗，把很多懸掛物置於房梁，甚至桶破房頂懸掛，來觀察懸擺對地震的反應。
馮銳：而且在他把後漢書介紹出去，在介紹中他就說了，中有都柱這柱子是懸掛的。
終於，他設計出了地震儀的雛形，而這個儀器和他自己畫的張衡地動儀非常相似。
馮銳：所以他在1880年，那個時候日本成立全世界第一個，地震學學會的時候，他在會上發言有個很重要的講話，他說人類曆史上的第一個地震儀，是中國人張衡發明的，而且特別把這個儀器進行歸類，就說各種那種報警器是不行的，驗震器這個才行的，專門起個名字，就是張衡，專門有個英文名字叫做“驗震器”。
由於日本是多地震國家，便於開展觀察和研究，於是米爾恩在張衡思想的影響下，漸漸完善了自己的設計，最終在1894年設計出世界上第一台地震儀，架設於世界各地。
馮銳：米爾恩研製成功。而這段曆史令我們悲傷的，恰恰是中國最慘的時候，1894年中日甲午海戰，中國賠款割地的時候，這時候發展起來了。一方麵看到我們這個曆史的輝煌，一方麵我們看到我們當時的痛苦。
馮銳從這些文字中，看到了驕傲，看到了自豪，也看到了無奈與屈辱。但不論怎樣有一點是毋庸置疑的，中國漢朝的大科學家張衡在公元2世紀，創造的地震觀測理念，的的確確影響並啟發了相隔1700年後18世紀的英國人米爾恩，使他建立起現代地震學。
這一史實的發現，令那些認為張衡對世界地震學從沒有過任何影響，張衡隻是中國人美好想象的說法，一瞬間化為無稽之談。
1800年前，身在洛陽都城，深宮中的漢順帝劉保，不知天下之事。
憂國憂民的張衡製造了地動儀，希望用這儀器可以告訴皇帝，了解天下子民的災禍飽暖。因此可以猜測張衡地動儀也許隻是用來確定地震發生與否的皇家器物。而對於預報地震，防震減災等現代地震觀念來說，1800年前根本無法實現。
但是世界上仍然流傳著一種荒謬的說法，令馮銳無法置之不理。後漢書中明確寫道：龍首吐丸後，“尋其方麵，乃知震之所在”。於是人們認為，龍機吐丸後，隻要按龍頭方向尋找，就可以知道地震從何而來，甚至可以找到震中。
馮銳：看後漢書，裏頭寫尋其方位乃之震中所在，當時我一看他寫的方麵，哎喲我幾乎要，拍案叫絕。我說寫的太科學，太準確，現代地震觀念認為，方麵和方向是完全不同的兩個概念。後當隴西震波傳來時。在洛陽的地動儀受到振動，東和西，形成了在一條軸線上的正負兩級，這被稱為麵。因此西麵的龍頭吐丸是正確的反映，而東麵的龍頭吐丸也是正確的。
馮銳：東麵來的地震在我這產生的影響，和西邊來的地震在我則產生的影響，儀器識別不出來的。
馮銳驚歎於在1700年前的後漢書中，能夠出現如此準確而專業的地震學概念。
1976年7月28日，20世紀人類最大的地震災難，降臨在北京的東北部。一瞬間一座城市被夷為平地，24萬人死於這場災難。為了在第一時間找到震中，組織搶險救災。國家地震局利用布設在全國的多個台站，采用綜合觀測，空間定位等多種手段，最終確定震中是唐山。因此可以看出即使是現代，靠單台地震儀也是不可能確定震中的。
1800年前，假設張衡地動儀真的能夠知道震中在隴西，那麽至少在蘭州和成都同時還要有兩台地動儀，三地龍首同時吐丸，才能確定震中在隴西。
試想1800年前，隻靠一台地動儀，尋找震中，幾乎是天方夜譚。
馮銳：事實上有些同誌可能是也許有些誤解，認為就是這個方向，甚至有些文章當中寫的過高了，這樣引起國內外很多地震學界，地震專家一些文章提出嚴肅的批評，說這個肯定屬於概念問題，這些曆史的爭論，馮銳在曆史中也找到了答案。
根據史料記載，博學多才的張衡，經過多年潛心研究的地動儀，於132年，問世。第二年，133年6月18日京師突然地震，於是張衡上書漢順帝。必須改變執政方略，上天才能降幅於人間。漢順帝劉保無奈，被迫下罪己詔，向天下人承認自己的錯誤。大臣司空王龔被免職。而張衡卻得以升遷為侍中，在皇帝身邊，成為輔佐。張衡因地動儀而晉級，一時間成為朝野內外，一人之下萬人之上。地動儀作為科學儀器被張衡賦予了神聖的功能，成為了檢驗皇權公正的神器。因此尋找震中，根本就不是發明地動儀的初衷。
因為在史書上記載它是一龍七首不動，假如按照現在狼牙棒這種結構的話，他在有一個方向被激發的時候，它相對另外一個方向也會被激發，因為他沒有一個鎖定結構，然後我們對他進行商量，這樣做不行，三個月後，一件令馮銳一直擔心的事情終於發生了。北京自動化所把馮銳設計的狼牙棒方案無情的退了回來。
馮銳：張先生他怎麽搞的，我們現在人也不至於笨到這個地步，就是因為曆史條件上，他認識再先進的人物，它總要有一個曆史物理條件的決定，他怎麽弄的，張衡他怎麽做這個東西的，他當時怎麽思路，這個狼牙棒似的“都柱”工藝過於精細，漢代技術根本無法完成。
馮銳：回想當初我們第一次寫論文的時候，我們非常浪漫的寫了一句，就是施關發機，我們現在還沒有能力去複原，我們把這個古代的缺憾留給後代去考慮，現在我們真正做了，這個問題真正擺在我們麵前了，我們必須得施關發機這個問題，給出很明確的重現，那怎麽解決，2004年9月，馮銳眼望著被退回的圖紙，思索著，“都柱”到底是什麽樣子？“柱”“道”“關機”“丸”這四個神秘結構是怎樣聯動，實現“施關發機”？這是整個複原中最難的環節，如果沒有合理的解決方案，那麽張衡地動儀的科學複原，將以失敗告終。
四、渾然天成
根據《後漢書，張衡傳》中記載，為了能夠達到史書中描寫的“施關發機”，地震學家馮銳，把地動儀內部最難的結構“都柱”，設計成非常精巧的結構，然而問題也隨之產生。這個都柱方案被送到加工單位，北京自動化所三個月後又退了回來。
自動化所：我們就跟馮先生說這樣是不行的，因為這種結構它不能把吐丸的方向，在一個方向吐丸，因為在史書上記載，是一龍激發，七首不動，但是這種機構，它在一個方向的被吐出丸之後，在相對的另外一個方向的丸，也會被激發吐出，在範曄的《後漢書》及《續漢書》中對地動儀結構的描寫幾乎完全一樣，都是“施關發機”。馮銳憑借自己多年的地震研究經驗及對物理學的造詣，在“都柱”的設計上已經傾盡了所有智慧。但是為什麽，仍然不能實現，“一龍發機，而七首不動”呢？如果不能解決這個問題，將意味著張衡地動儀的複原，徹底失敗。
馮銳：已經走到絕路，這時候我們覺得隻有再看古書，隻能從古書當中挖掘出它更深的技術含義，技術內容，才有可能把這個扣解開。
當地震學家馮銳陷入了前所未有的困境時。古漢語專家盧兆蔭老先生起到了重要的作用。
馮銳：我們盡量找到祖先目前留給我們的最早的版本，是找明朝的版本，找宋朝的版，經過了一翻很艱苦的努力，最後我們找到了，找到了這個本都是1513年的，1534年，1594年的，這些明朝的版，在盧兆蔭老先生的幫助下，馮銳又找到了七篇記錄了張衡地動儀的文章，共計236個字。馮銳把自己關在辦公室裏，字斟句酌的推敲著，古漢語中玄妙的含義，全心體會著古人用詞的目的。思索著怎樣才能順利實現“施關發機”。
在這236個字中，對地動儀內部結構的描述是這樣的：“中有都柱，傍行八道，施關發機”。“關機”通常被認為是像弩箭扳機一樣的觸發機構。馮銳設計的關機部分，是一個呈S型的裝置，上麵壓住銅丸，下麵觸點與都柱相對。實現“施關發機”。但是無論馮銳怎樣計算，都柱觸發關機都無法實現，“一龍發機，而七首不動”。這顯然還是不行。
後漢書在“施關發機”的後麵寫道：“其牙發機，皆隱在尊中”。突然這句話引起了馮銳的注意。
馮銳：機關巧治，皆在尊中，他說做的很巧，都在尊裏麵去，皆是什麽意思呢？皆就是都的意思，機關很巧妙的都藏在尊裏了，既然都，那一定是複數，那就是兩個東西。
馮銳發現了隱藏在文字中驚人的懸機。一個機構，突然變成了兩個。這會是真的嗎？馮銳再對照前一句“施關發機”時，眼前突然一亮，關機的懸機就隱藏在這四個字裏。
馮銳：我就想這個東西，試管發急這四個字怎麽理解，後來施是動詞，發是動詞，那就是施關發機，哦，關是機是兩個字，是兩個結構，古人真是惜墨如金，四個字，即講結構又講功能。馮銳不敢相信這麽重大的秘密會被自己發現。
馮銳：所以這時候我們又打電話，跟盧兆蔭先生談談，我們的理解。
盧兆蔭：作為一個曆史學家他不大可能從這個機械的角度會理解的地震學的角度來進行理解。所以我覺得這個還都是馮瑞教授理解的比較深。
終於明確了關和機，是指兩個完全不同的結構。這意味著原來設計的“柱”“道”“關機”“丸”四個裝置徹底作廢，地動儀內部設計從新開始。也就是在原有的基礎上還要增加一個重要的裝置“關”。而這個“關”的設計，卻成為了馮銳最後一道難關。
通過與曆史學家交流，“關”字，馮銳得到了兩個答案。第一，在古漢語中“關”代表門栓的意思。第二，“關”又是指，大路交匯的地方。
馮銳耐心的思索，體會著張衡的意圖，他會怎樣設計地動儀的內部結構，關口和門栓，這兩種解釋中會不會產生更準確的答案？假如把地動儀所有結構作為一整套聯動裝置來思考。
馮銳：如果有個關，都是很小很小，我把一個東西碰倒了，碰動了，它是有能量的，它砰一下子再觸發別的，這個問題就解決了，你想想看，地動儀這麽小的量，最後龍腦袋掉到下麵，“咚”一聲聽到了，能量放大了。
馮銳好像突然想通了似的，異常興奮。
馮銳：關就是大路關口匯在一點了，那個地方是樞紐的東西，關是門上的小門閘，卡在那兒了，一碰它一點開門了，好家夥這個等於是有點，我們柳暗花明又一村的感覺了，然而原來的設計怎樣改變？“關”到底是什麽樣子？
1800年前的漢朝，是一個比同時期西方的羅馬帝國還要先進的王朝。但即便如此，在張衡的時代能夠獲取靈感的物質條件也非常有限。而對今天的馮銳來說，在自己身邊卻充斥著大量可以利用的先進手段，隻要自己願意，舉手之勞就可以輕鬆突破這個難“關”。
這是艱難的抉擇關頭，馮銳非常清楚，如果利用現代技術，就是在向世人宣告複原失敗。
馮銳再次搬出曆史資料仔細體會，仿佛要穿越1800年的時空，努力理解張衡的思想。
馮銳：我看了一些18世紀，當時法國人他們那時候也是做古代的驗震器，也是用球，八個方向，球掉了像雞蛋咱們冰箱裏的小格格，哎，掉到裏頭了，這不就行了嘛，也是球，這個球體它比較靈敏，很方便，所以看著是可以的，還有我們還查了中國的一些考古材料，在戰國的時候，我們中國就可以做銅丸，做的非常好了已經，所以這個工藝沒有問題，首先簡化“都柱”的複雜結構，“關”被設計成是一個小球，處在都柱的下方，八道的中央交匯處。機被簡化成一個扣住銅丸的直臂。當“都柱”晃動起來，施加能量給“關”，小球掉進道裏，滾動，觸發“機”，“吐丸”。
那麽在都柱的下方就應該有關，我輕輕一動，這個關撲出來了，把能量放大了，放出來，它在推動，這個問題好辦了，一下這個扣就給我們解開了“關”的設計成功，意味著馮銳完成了地動儀的所有設計。
馮銳：馮老師成功了，這個龍腦袋的銅亂掉下來了，掉蛤蟆嘴裏頭了，哎喲，我說行啊，大鬆一口氣啊。
按照古法，複原的張衡地動儀，順利實現吐丸。一切是那麽的，天衣無縫。這是馮銳從未有過的自豪與成功。“中有都柱，傍行八道，施關發機，如有地動，尊則振，龍機發，吐丸，而蟾蜍銜之，振聲激揚。”
現在再看這些古文字，字字珠磯，精辟而深刻。短短的幾行字，把地動儀的構造和功能交代的清晰而明確。這時的馮銳對張衡又有了更深的理解。
馮銳：這樣的精深，這麽準確、這麽專業，肯定是張衡寫的，別人寫不出這種文字，這樣的一種文字一定是設計者寫的，它對它這個儀器設計有很透徹的、很深刻的了解，然後用非常簡單的、很精辟的文字把它寫出來，又工作過，隻有這樣的人才有可能寫出這樣的文字，所以這個文字是很可能是張衡地動儀圖著的譯本。
也就是說《後漢書》《續漢書》等史書中的記載，都是根據失散在民間的張衡地動儀圖注佚文而來。因此也就不難理解，範曄等後世文人，不能完全搞懂儀器製造及功能時，隻得在自己的文章裏加進了個人的理解，但恰恰是這些加進的內容，反而引起了後人對張衡的迷惑與猜疑。
隨著“地動儀”設計的最終完成，整個複原計劃也進入了最後時刻，驗震試驗。根據後漢書記載：“後數日驛至，果地震隴西”按照曆史資料推算，在東漢永和三年，也就是公元138年，在金城隴西發生了一次大地震。而這次地震，是地動儀製造完成後，至張衡死前唯一的一次發生在隴西的地震。
按照這次科學複原的標準，驗震試驗，必須采用，138年真實的隴西地震才行。俞言祥博士，根據隴西到洛陽的距離，以138年的曆史記錄，用計算機模擬計算震波圖形時。突然發現138年的隴西地震，與後漢書記載嚴重不符。
新設計地動儀結構圖。
新設計地動儀外形圖。
馮銳：按照史書上記載張衡傳記載，是人沒有感覺的，地動儀感覺了，可是138年地震同樣在史書上，對這次地震的記載，那是京師地區人是有感覺的。那麽根這個是不符合，後漢書中寫京師“地不覺動”，而138年地震，確是京都有感。這一發現，對實驗來說幾乎等於滅頂之災。張衡地動儀的科學試驗，必須要靠“地不覺動”的隴西地震才行。馮銳值得馬上又在曆史地震資料中查找，然而從132年地動儀創製，到139年張衡辭逝這8年間，史料中卻再沒查到，另一次隴西地震。
馮銳：這個實際上是有點山窮水盡了這個事情，而且河南博物院給我們大限快到了，儀器該交出去了這個很難弄啦。
馮銳苦苦思索著問題出在了哪裏。難道“後數日，驛至，果地震隴西”這10個字中，還有未解的謎團？
馮銳：我們現在不是有七份史料嗎，我們仔細對比一下，這個問題在哪兒，把這七份史料一個字一個字排成表對。
經過反複比對，馮銳發現，在司馬彪的《續漢書》及其他六份資料中，根本沒有提到，還有一次“地不覺動”的隴西地震。
因此馮銳推測這次隴西地震，很有可能是範曄增加的，如果是這樣，那麽就暗示著範曄是唯一知道，在138年隴西地震之外，還有一次隴西地震的人。
馮銳：那麽好，既然你範曄加了這段，在張衡傳當中說，果地震隴西，那麽你在本紀或者列傳當中，你還得有一段這個地震是怎麽回事，到底撤沒撤職有關的情況，有沒有這個情況，結果我們一查，在順帝紀專門有一段寫地震，這次地震是司徒劉崎，司空孔扶以地震免。
這次地震發生於，東漢楊嘉三年十一月壬寅，公元134年，地動儀造出後的第三年。然而馮銳還必須證明這是“地不覺動”的隴西地震。
馮銳：不僅知道了這個地震是在134年12月13日發生的，而且結果搞出一段張衡晚年由於地動儀做出來以後，一段人生的悲劇，公元132年張衡創製地動儀，第二年133年6月18日京師地震，張衡上書漢順帝。必須改變執政方略，上天才能降福於人間。漢順帝劉保，被迫下詔，向天下人承認錯誤。大臣司空王龔被免職。然而沒想到第三年134年12月13日，隴西地震。由於京師“地不覺動”，而銅丸卻突然掉落，說明這次地震是檢驗“地動儀”科學水平的最佳震例。而馮銳要找的也正是這個地震。
伴隨著銅丸掉落“振聲激揚”，神奇的地動儀成為了皇家神器。但是司徒劉崎、司空孔扶兩名高官，又遭到免職的處分。於是張衡和他的地動儀就成了眾矢之的。張衡的命運在這一年，發生了重要的轉變。
即使張衡這樣的天才也無法理解，地震隻是一種天地間的自然現象。而公元132年到140年，恰恰是中國地震頻發的高潮期。張衡錯誤的把地震和政治聯係在了一起。他認為地震是因為皇家政策失誤的報應，是朝中大臣弄權所致，因此上天震怒。然而這竟觸犯了官場之大忌。朝中人人視張衡為妖魔，視地動儀為不詳之物。
馮銳：這個時候張衡一看情況就不是很好了，所以地震以後馬上上書，我幹脆降職吧，我不當侍中了，這次地震以後，這一年張衡是個轉折。
在134這一年，張衡辭去侍中之職，兩年後136年，京師再次地震。麵對上天的再次懲罰，張衡無法解釋。因此皇帝下詔張衡被貶出京到河間為官。從此張衡的命運步入淒涼的晚景。
然而在張衡的內心深處，直到臨死前仍然強烈地懷念著，地動儀在134年所創造的輝煌。他在詩中寫道：“我所思兮在漢陽，欲往從之隴阪長，側身西望涕沾裳”。
張衡詩句中提到的“漢陽，隴阪”就是隴西。馮銳認為張衡地動儀對134年隴西地震，的反應是他一生的驕傲和無奈，因此在他的詩句中才會寫道“側身西望涕沾裳”，同時馮銳再對照順帝紀中罷免高官的事件，最終確定了134年的地震就是後漢書中提到的“地不覺動”的隴西地震。而且根據隴西距洛陽600公裏，算出這是一個7級左右的地震。
曆史上從沒有人，像馮銳這樣深刻而透徹的了解張衡的一生。令人遺憾的是，公元139年張衡抑鬱而終，此後，再沒人提起過他的地動儀了。因此可以推測，在張衡死後，地動儀很可能遭到人為破壞，直到徹底失傳。
134年隴西地震的發現，使所有計算好的參數發生了很大的改變。為了使試驗成功，馮銳必須重新計算，調整所有參數。
2005年3月30日，馮銳帶著重新計算的結果，懷著忐忑的心情，來到了自動化所的實驗室。把重新調整後的震波拿了出來。
馮銳：算出的很多參數他還不能直接用，因為還是算，我們再拿實際地震，把真實的地震和它結合起來，再送到震動台，它既有真實地震那樣豐富的震動信息，又有相當於隴西地震產生的效果。
最後的試驗正式開始，這次試驗是關係到科學複原成敗的關鍵。馮銳緊張萬分的盯著振動台每一次頻率的變化。
唐山地震，雲南地震，越南地震，河北地震。
地動儀實驗，連續7天168小時的強幹擾試驗，沒有一次誤觸發。
2005年，馮銳複原模型，得到了考古界，科技界的一致認可。
馮銳：張衡地動儀，它是真實的，是起過作用的，是科學的，是我們中華民族的驕傲，我覺得作為一個中國人自豪，民族自豪感。
地震來自地底深處，神秘而恐怖的自然現象。千萬年來在他的麵前，人類是絕望的弱者。隨著134年隴西地震，人類有史以來第一次利用儀器，強烈的感受到來自地殼深處的震顫。在這偉大的時刻，人類智慧的巨臂似乎已經扼住了自然的咽喉。然而龍珠震落的鏗然之聲，沒能在華夏大地上引發“科學的變革”，而是淹沒在一場政治的風潮中。
1873年轉瞬即逝，中國人馮銳穿越曆史迷霧，跨越學科的壁壘，科學複原了地動儀。與其說是對“張衡地動儀”這一古代神器的追索，不如說是對人類科學精神的回歸。
