中華上下五千年

第二十七節 張衡發明地動儀

　　蔡倫在研究如何改進造紙法時，有一位二十多歲的青年科學家在進行另外一項有重大意義的科學研究工作，他想要探索天體運行和地震的規律，這位科學家就是張衡。張衡字平子，南陽（今河南南陽市）人。東漢時候的學者、文學家，我國古代傑出的科學家，世界上最早的偉大天文學家之一。

　　張衡幼年時家境貧困，經常要靠親友接濟度日。艱苦的生活更激發了他發憤學習、立誌成才的精神。他在可能的條件下，博覽群書，無論天文、地理、文學、數學，隻要是能找到的書，他都讀。這種讀書習慣一直伴隨了張衡一生。

　　三十四歲那年，張衡被推薦到洛陽，做了朝廷的郎中。由於工作比較清閑，他利用工作之便又看了不少書。其中他最受啟發的是一本西漢學者揚雄寫的《太玄經》。這本書裏談到許多天文和數學方麵的問題。因此，張衡對天文和數學發生了濃厚的興趣。事情湊巧，公元115年時，漢安帝劉祜（hù）聽說張衡學識淵博，把三十七歲的張衡調任太史令，主管天文、曆算，專為朝廷觀測、記錄天文，選擇“黃道吉日”，記載全國各地發生的某些自然現象，其中很重要的是各地發生的自然災害。這項工作為張衡鑽研天文、曆法創造了方便條件，他以畢生精力鑽研這門科學，對我國、對世界的天文學發展，做出了巨大的貢獻。

　　東漢時候，我國經常不斷地發生地震。根據曆史記載：從漢和帝永元八年（公元96年）到漢安帝延光四年（公元125年）的三十年中，我國幾乎連年發生地震。在那個封建迷信的時代，一切天災人禍人們都認為是觸犯了上天，觸犯了鬼神。張衡是唯物論者，他不信什麽上天，更不信鬼神，他認為地震與刮風下雨、雷聲電閃一樣，隻不過是一種比較可怕的自然現象，人們重要的是研究和掌握地震的規律，以至能夠預測或盡早了解地震發生的地區，以減輕地震帶給人類帶來的災難和損失。

　　張衡下決心要在地震研究方麵有所突破。他為了掌握地震的情報，得到比較完整的準確的地震記錄，經過多次試驗，終於在公元132年，發明並製造出了我國也是世界上第一架測報地震的儀器——“地動儀”。

　　這架地震儀是用精銅鑄成，直徑八尺，形狀像個大酒壇，壇頂上有個突出的蓋子，可以打開，壇下部雕刻著山龜鳥獸的花紋。壇內部有一個中樞機械“都柱”——一根上粗下細的柱子。柱子緊挨著八道機關，和八道機關相連接的是儀器外圍鑲著的八條頭朝下的龍，八條龍的龍頭分別對準東、東北、北、西北、西、西南、南、東南八個方向。每個龍頭的嘴裏都銜著一個銅球。對準龍嘴蹲著八個銅蛤蟆，昂著頭，張著嘴，像期待著什麽。如果什麽地方發生了地震，儀器中間的立柱就倒向震區所在的方向，隨即觸動那個方向的機關，連接在那個機關上的龍頭就張開嘴巴，吐出銅球，銅球即掉進蛤蟆的嘴裏，並發出“鐺啷”的響聲，給管理人員報信，告知震源的方向。

　　張衡研製的這台地動儀，相當靈敏、準確。公元138年的一天，地動儀西北方向的龍嘴突然張開，銅球準確無誤地落到了蛤蟆嘴裏，管理人員隨即報告“西北發生地震”。但當時住在洛陽的人絲毫沒有感覺到，人們開始表示懷疑。但是沒過幾天，便有人從隴西趕來報告，說那裏發生地震。經核對，時間正是龍頭吐球之時，人們這才信服了地震儀，讚歎它的靈敏，千裏之外發生地震，居然能感知如此準確！

　　張衡發明地動儀，是世界上最早的測定地震方法的儀器，歐洲在公元1880年才製造出類似的用水銀溢流記錄地震的儀器，比張衡晚了一千七百多年。張衡發明的地動儀，也是人類曆史上用科學方法觀測地震的開始，它揭開了地震科學的新紀元。