南陽張衡發明的地動儀真偽引議論
張衡地動儀
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最近關於「張衡地動儀」真偽的討論又在網路上熱起來。
張衡地動儀在歷史上真的存在嗎?它能預報地震還是監測地震呢?我們看到的張衡地動儀是真的還是假的?
實際上,每過一年半載的,類似的討論總要在網路上「捲土重來」。支持者們從不同角度尋找歷史依據,以求為「張衡地動儀」的歷史正本清源——《後漢書》的記載被認為是鐵證;反對者則堅信,地動儀是歷史杜撰,經不起推敲。
地動儀是中國東漢科學家張衡創造的一傳世傑作。張衡所處的東漢時代,地震比較頻繁。地動儀有八個方位,每個方位上均有口含龍珠的龍頭,在每條龍頭的下方都有一隻蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生,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。
成功復原
地動儀復原研究一百多年來都沒有復原出令人滿意的張衡地動儀模型來,以往各種復原模型主要有三大問題,一是不能符合歷史記載的結構,二是不能符合歷史記載的檢測地震的效果,三是利用現代的技術復原的地動儀。而宋力斌成功的復原了張衡地動儀解除了一百多年來人們對張衡地動儀真實性的懷疑。
下面具體講解宋力斌復原地動儀的具體原理結構
宋力斌復原地動儀是一個方向上,都柱兩側的一對驗震棒向內靠在一根繩子首尾相接結成的繩環上。通過實驗,這樣一對驗震棒向一側的傾倒點和向另一側的傾倒點,將這對驗震棒設置在兩側傾倒點的中間位置,也就是平衡點的位置。當地震發生時,即使產生微弱的向遠離地震源的地面移動,這樣慣性使這對驗震棒即使不一下倒向地震源方向,也會向地震源方向移動一些距離,離開平衡點。當反向地面移動的周期到來時,不能使這對驗震棒回到平衡點,還在傾向地震源一側。當遠離地震源的地面移動再次到來時,這樣慣性使這對已經離開平衡點傾向地震源方向的驗震棒,繼續傾倒指出地震發生方向。所以這款復原的地動儀結構在很微弱地震信號的情況下也能檢測出地震方向。
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地動儀無法記錄發震時刻,更無法記錄震級。因此,從現代地震學的角度來看,候風地動儀並不能記錄地震,不是地震儀。候風地動儀只能記錄震中方向。幾台地動儀「聯網」也可測出震中位置;但它卻無法記錄發震時刻,所以,這當然也就更不可能是「世界上第一台地震儀」了。
據學者們考證,張衡在當時已經利用了力學上的慣性原理,「都柱」實際上起到的正是慣性擺的作用。同時張衡對地震波的傳播和方向性也一定有所了解,這些成就在當時來說是十分了不起的,而歐洲直到1880年,才製成與此類似的儀器,比起張衡的發明足足晚了一千七百多年。
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