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雷火app官网:张衡地动仪在国际地震学界已被争

编辑:雷火app官网-雷火电竞亚洲先驱时间:2022-07-06 22:09点击量:160

  以来一直,仪被很多中国人理解为张衡的原作中国国家博物馆陈列的张衡地动。史学家除了历,的这一科学仪器至今还没有出土文物几乎没有人知道张衡在东汉末年制作。

  知的是鲜为人,60年代在上世纪,的国际学术交流随着不断深入,失误不断暴露出来这个模型的偏谬和,定渐趋激烈批评与否。9年以来196,发表了一系列的措辞严厉的论文中、日、美、荷、奥等国学术界。质疑和批评对模型的,工作原理不仅来自,的真实性以及民族心态问题有的甚至涉及中国科学史。

  学家重新认识和复原张衡地动仪这些颠覆性的观点促使中国的科。8年9月200,动仪在北京市史家小学安装并使用第一部用于校院科普教育的张衡地。

  3年夏季的一天如果不是200,一本名为《张衡:科学与宗教》这部发行量并不大的哲学专书冯锐在国家图书馆大厅一进门右手旁边的国图书店里发现了,从事地震研究40年的学者、中国地震局地球物理研究所的研究员也许不会想到这位上世纪80年代初在加拿大和美国学习工作过的改革开放后第一批海归、,震学鼻祖、东汉科学家张衡的争论在国际地震学领域围绕着中国地,繁多和尖锐是如此的。

  地利人雷立柏曾是北大哲学系的博士《张衡:科学与宗教》一书的作者奥,社科院访学后在中国。仪是华夏科学停滞特点的典型表现”雷立柏在书中说道:“张衡的地动,载不一定是可靠的”“《后汉书》的记。这个夏天冯锐在,是要找到雷立柏最迫切的事情,出版社到北京大学哲学系一张写满从社会科学文献,冯锐5年前在国图书店买到的那本《张衡:科学与宗教》里从北京大学再到中国社科院人名和电线年秋天还安稳地夹在。

  找到了雷立柏,地就从通州来找冯锐他们骑辆旧自行车摇摇晃晃,理所与冯锐和武玉霞见面在白石桥附近的地球物。

  在5年之后这次见面,、武玉霞讲述出来的版本带有各自的特色由冯锐和中国地震台网中心高级工程师。

  雷立柏很坦率冯锐说:“,地震学方面的研究我们交流了各自在,对于张衡地动仪研究与质疑的各种文献”雷立柏毫无保留地拿出他所看过的西方。文献中从这些,士博尔特等人对收藏于中国国家博物馆的张衡地动仪模型的批评与否定冯锐看到了几位海外华人学者、日本地震学家关野雄以及美国科学院院。质地球物理系作访问学者时的系主任博尔特是冯锐在伯克利加州大学地,也在质疑张衡地动仪看到这样熟悉的权威,就更加强烈刺激的痛感。地动仪旁还画了一个颇似叫化子的张衡形象特别是博尔特在他《地震学入门》的张衡,以为然很不。美国的一件往事他忽然想起了在,中国人是不是很爱喝酒?”“那当然了博尔特和麦凯维利教授都曾经问过他“,诗百篇吗李白斗酒!这样回答过”冯锐还,所以中国的地动仪就像啤酒桶一样没想到两位美国地震学家都说过:。在现,明白过来冯锐才,馆的地动仪模型早就有看法原来他们对中国历史博物。

  的回忆武玉霞,见面变得更加生动使5年前的那次,你们中国人就是喜欢把一粒芝麻”她模仿着西方人式的夸张手势:“,比划了一个很小的空间她用右手拇指和食指,臂“说成这——么大然后无限地张开了双!的感情无法忍受”这使武玉霞,这个情景现在说起,还会泛红她的眼圈。

  特的一系列文献资料通过查阅老师博尔,始人的英国人米尔恩与张衡的渊源冯锐又找到了被称为现代地震学创。

  得日本在19世纪中叶后1868年的明治维新使,了中国的前头远远地走在。时留学美国服部一三届,1875年8年后的,三从美国回到日本24岁的服部一,绘制了张衡地动仪的外形这位懂汉字的年轻人首先,后汉书.张衡传》中的196个字并用汉字在图画的四周抄下了《,地动仪的思想在日本传播,是个地震多发国有关这种行为与他的祖国。

  二年第,恩受聘于东京帝国工程学院英国工程学教授约翰.米尔,伦出发他从英,和今天的蒙古入境中国徒步走过欧洲、俄罗斯。绪皇帝刚刚继位的时候中国当时正是清朝光,北京、天津、扬州和上海后他在中国也是靠步行游历了,洋过海到了日本才弃陆登舟漂。生活了20年米尔恩在日本,中日同源的文化背景他对东方的游历以及,到了东方文化和张衡地动仪使这位地质物探学者接触,介绍张衡地动仪并第一个向西方。传播张衡地动仪时米尔恩在向西方,都柱悬挂在仪器中央已经意识到张衡是将,性来测定地震利用物体的惯。本地震学会成立1880年日,三任会长服部一,任副会长米尔恩。

  75年描绘的张衡地动仪外形基础上米尔恩1883年在服部一三18,摆式地动仪复原模型绘制了新的张衡悬垂,年后10,站普遍架设的现代水平摆地震仪米尔恩制成世界上第一部可在台。10年又过了,尔恩回到英国1896年米,装于62个英联邦国家将他发明的地震仪安,球地震报告并编制了全,代地震学的奠基人成为举世公认现。各地架设地震仪米尔恩在全球,国汶川叠溪7.5级的大地震并于1933年记录下了中。

  仪只有验震功能不同于张衡地动,时间、方位、地震波形的作用米尔恩地震仪还具有记录地震。一书中提到张衡“悬挂都柱”的工作原理米尔恩在他的《地震和地球的其它运动》,80~1883年间进行了大量模仿和试验在他的回忆录中讲过他曾受到启迪才于18,4年发明了现代地震仪并于1892~189。、皮纳等对惯性和悬垂摆研究的基础上米尔恩在自己所熟悉的牛顿、惠更斯,多年前就已经运用了惯性原理发现张衡地动仪在1700。展史的链条中在这个科技发,现代地震理论相互衔接的重要一环米尔恩是古代张衡地动仪原理与。

  是于,球的其它运动》一书中首先介绍了张衡地动仪这位西方人在首版于1883年的《地震和地,细指出了地动仪中悬垂摆的作用他认定张衡所用的是悬垂摆并详。地动仪高约3.5米他复原的那部张衡。模拟试验时他在日本做,点需要很高因为上悬挂,了个洞来进行对比观测竟然把二层楼房子捅。后此,与他的同胞米尔恩又,设计出他们首创的世界第一架地震仪一同受聘到日本的尤因、格林等人,高6米、重25公斤这架地震仪的悬垂摆,进行放大记录下部用杠杆。

  动》一书是现代地震学的开山之作米尔恩的《地震和地球的其它运,版过9次至少再。学家张衡及其对地动仪原理的介绍在前4版中都有关于中国东汉科,类迈出的第一步并被作者奉为人。

  5版起从第,重大修订原书做过。去世发行第9版他1913年,书做了修改由后人对该,关张衡及其地动仪的章节书中已经彻底删除了有,器进行介绍时在对地震仪,恩地震仪讲起了一开头便从米尔。

  国内日本,原理的争论对于地震仪,分为两派也一直,持的悬垂摆原理除了米尔恩所坚,立杆原理复原地动仪还有一派坚持遵循直。

  陵和广东中山纪念堂的设计者中国建筑师吕彦直是南京中山,学法国早年留,西风格的融合艺术上追求中,17年19,吕彦直时年23岁正在美国留学的,地动仪复原外形图修改了米尔恩的,传统文化特色使之更具中国。衡地动仪工作原理的中国学者这是近代中国第一位思考过张。

  大学研究生院的王振铎1934年毕业于燕京,真地复原张衡地动仪模型的人是中国现代史上第一位严肃认。考古的青年人这位搞文史,36年在19,24岁时年,部张衡地动仪模型图样画出了自己复原的第一。到的设计资料中在今天能够看,含在外壳内部他的悬垂摆,加“形似酒樽”比米尔恩的更。

  《燕京大学学报》上王的这篇论文发表在,计图以及内部结构图论文中配了外观设。京大学研究院历史专业毕业那段时间王振铎正处在从燕,史学研究所的过渡时期里接下来任职北平研究院,地动仪的复原思考这一年对于张衡,他个人的爱好完全是出自。各方面的典籍他参考了中外,人米尔恩关于张衡地动仪的设计资料其中就有范晔的《后汉书》以及英国。机理方面在地动仪,米尔恩悬垂摆原理他认可并采纳了。

  发表一年之后在王振铎论文,也设计了一尊他所理解的张衡地动仪日本地震学家原尊礼按照直立杆原理,也设计了一尊直立杆原理的地动仪1939年日本地震学家今村明恒,原理进行了实验并按照直立杆的。与地震射线方向垂直因直立杆的倾倒方向,地动仪的记载有悖于史书对,做后续研究于是便不再。

  成立后新中国,物局博物馆处处长王振铎任文化部文,的宣传以及博物馆陈列需要为了配合中国古代灿烂文化,原张衡地动仪他开始考虑复。一次这,1936年的设计王振铎否定了自己,记载并借鉴原尊礼的直立杆原理根据后汉书中“中有都柱”的,年时间用了一,出木质的张衡地动仪模型于1951年设计并复原。

  殊的年代在那个特,受到了空前的关注王振铎的概念模型,国对于科学研究和普遍的知识水平它也表明了20世纪50年代中。张衡地动仪宣传模型它是新中国唯一一件,为中国特种邮票选印发行、随之而来的是被写入全国中小学教科书1952年《人民画报》介绍了成功复原的事迹、1953年被作。今至,地震局的标志它还是中国。如此不仅,的重要载体在各国和地区展出它还多次作为中外文化交流,形式赠送给世界甚至以国礼的。类文明的化身它甚至作为人,知识产权组织总部摆在联合国世界,、从月球带回的岩石并排展出与象征美国当代航天科技的。

  没有想到王振铎,并激励了几代中国人它的这项工作教育,完全定论的、不可更改的唯一模型木质模型被大多数中国人误以为是,文物来仿制和收藏甚至被当作出土,明这是一件后人的复原作品尤其是教科书中并没有说,人从学生时期因此更多的,张衡的原作就以为那是,倒立酒瓶子熟记在心并将直立杆原理和。

  世纪60年代国际社会在上,部直立杆的地动仪再次把眼光投向这,的国际学术交流随着不断深入,失误不断暴露出来这个模型的偏谬和,定渐趋激烈批评与否。9年以来196,发表了一系列的措辞严厉的论文中、日、美、荷、奥等国学术界。

  用理论计算否定了直立杆原理日本学者关野雄1972年,3年指出了王氏模型与《后汉书》不符荷兰斯莱斯维克美国人赛维于198,了直立杆原理从而也否定。士是张衡科技发明的积极推崇者英国的中国科技史学家李约瑟院,的也是他指出,书的几处不符该模型与史;士没有质疑过张衡地动仪美国地震学家博尔特院,中国目前最流行的地动仪模型工作原理模糊他指出的问题集中在1951年模型身上:,陋粗糙模型简,降低了灵敏度机械磨擦大大,低于居民的敏感对地震的反应,予以质疑其作用应,来确定震中也是不确定的而且利用铜丸的掉落方向。

  且不留情面的质疑王振铎受到的最强,震学的奠基人傅承义院士来自他的老友、中国地,1951年木质模型的原理性错误1976年傅承义曾当面向他指出,一次聊天中在他们的,至脱口而出傅承义甚,比你那个模型强房梁下吊块肉都。情急之下的失口这并不是傅承义。家的眼里在地震学,良好的天然验震器所有的悬挂物都是,就是地震了它们一晃动,不会晃动不地震。实上事,出土文物根据汉代,的确已经发现考古学家们,生活已经是如此普遍悬挂物体在汉代的。孙机研究员发现中国国家博物馆,的人们汉代,和编钟、吊锤、纺线锤和吊桶已经能够看到悬挂状的编磬,肉和楼阙悬挂的鲜鱼庖厨中的吊篮、吊。

  国国内在中,性只在学界内开展复原地动仪的科学,响并没有人出面澄清社会上出现的负面影。如比,发生时地震,道观察吊灯没有人知,是一只只倒立的酒瓶子流行于民间的地震报警,张衡的智慧之处并且以为这就是。

  关该模型的学术论文时在国外发表了多篇有,1年模型的大量科普宣传国内仍只限于对195,世纪初年直到21,用数据来证明张衡的智慧才有地震学专业的研究。

  北京西五环外的古城工厂跑冯锐这几个月来频繁地往,一部张衡地动仪复原模型了眼看着6年的心血就要聚成,说:“你看他急切地,像一个监工我现在就,儿来催进度天天跑这,振动台还没有最后完成调试”那台能够模拟地震波的。完毕后调试,北京市重点小学史家胡同小学这部振动台连同地动仪将送往,期等着安装“学校新学,的线点上路大车不能跑,学校送去也得给。”

  能够正常工作的模型这台按比例微缩、,的、现在还画在历史课本中的造型它的外壳也不再是中国人已经熟悉,体现了东汉时期的审美它以一个全新的造型。列的“张衡地动仪”展品一样否则它还是与国家博物院陈,并质疑的概念模型只是个令人争议。

  0多年来外国所有批评中最尖锐的奥地利学者雷立柏的观点是10,人视为国粹的东西他认为这一被中国,科学不是,明了它的不科学它的失传正说,没有给后人什么启发和思想它的失传也说明张衡地动仪,地动仪跟张衡毫无关系张衡之后欧洲各国的,有张衡没张衡因此在历史上,一样的都是。

  研究为事业的人看来在冯锐这样以地震,当头喝棒无疑是。实上事,立柏之前早在雷,间以张衡为代表的中国科技史的质疑就没有停息过国际地震学界对于张衡地动仪的科学性甚至东汉年。

  对于张衡地动仪的种种质疑冯锐几乎在同一时期遇到了。高级工程师、《防灾博览》编辑武玉霞第一个疑问来自于中国地震台网中心。锐接受她的约稿2002年冯,物写科普文章定期给该刊。绍测震学最基本原理的他写的前三篇都是介。谚语“地震没地震第一篇解释一个,吊灯”抬头看;常用啤酒瓶子报警“别看瓶子小第三篇是讲述地震期间人们通,不了”地震跑。

  这两篇初稿后武玉霞拿到,一个问题发现了,是地震波对悬垂摆原理发生的影响第一篇“抬头看吊灯”的理论依据,的歪倒完全可以来自门外过汽车的震动、关门等非地震影响而第三篇“倒立啤酒瓶子”运用的是“直立棍原理”——它,脚的报警器罢了不过是一种蹩。

  以水平晃动为主的简单说:地震波是,、跺脚所产生的垂直波动它完全不同于爆炸、关门。“只有地震我才动验震器必须具有,特殊功效才能发挥作用不是地震我不动”的,发明了这种验震器张衡的伟大正是,展做出了历史性贡献才对现代地震学的发。原理”才能验震因此只有“吊灯,”是不能验震的“啤酒瓶原理。

  后随,年的夏天出现了雷立柏就在第二,一部名为《张衡:科学与宗教》的哲学专著上他的观点第一次是出现在国家图书馆书店的。3年夏天200,店发现了这本书冯锐在国图书,锐的观点雷立柏尖,他的注意引起了。这本书介绍给了武玉霞冯锐同时将雷立柏的。

  的所有巧合这个夏天,一条他自己从没想过的“理论与实践”相结合的道路促使冯锐这位地震学和理论地球物理学研究员走上了。

  复原张衡地动仪领域的人一样和所有不知水深水浅一步踏进,找到的史料冯锐首先,《后汉书》中对于地动仪记载的196个字也是在张衡死后259年才出生的范晔在。6年字中这19,”是个定量的概念只有“圆径八尺,是说也就,的直径是当时的八尺张衡当年的地动仪,23.5厘米换算一下以当时的一汉尺等于,地动仪的直径就能得到张衡,似酒樽”一句再根据“形,料的结果表明查阅各种资,比例大体在1.5:1汉代酒樽的高与直径的。

  史》一书中汉朝柱子的分析通过梁思诚《中国古代建筑,度也算出来了“都柱”的高。定量计算的结果是通过这些数据进行,动的固有周期至少在1.67~2秒以上1800多年前张衡那部地动仪都柱摆。这一结果要验证,作者来说具有便利的条件对于冯锐这样的专业工,至河南省洛阳地震台的地震波记录图他调来了1985年以后陇西地震传,所料不出,波果然主要是瑞利面波从陇西到洛阳的地震,~5秒为主周期以2。

  得的结果计算所,地震波优势周期吻合不仅固有周期与真实,震相也与瑞利面波吻合而且触发仪器的波动,了一点这说明,用悬垂摆原理制成的张衡地动仪的确是运。确早于西方1600多年张衡对于悬垂摆的运用的。经通过计算验证了出来而且其都柱高度也已。

  本数据的验证后冯锐完成了基,文《地动仪的否定之否定》2003年1月发表了论,型(也称“传统模型”)的原理性错误明确指出了国内最流行的王振铎复原模。过不,展后续工作的思想准备那时的冯锐并没有开,原理被彻底改变之后更没有设想过工作,构究竟会是怎样地动仪的内部结,复原出来还能不能。的结尾部分这篇论文中,张衡地动仪的悬垂摆原理的施关发机、牙机巧制能看到无限的怅惘:“我们现在还没有能力对,体的复原做出更具。像时不愿给她添臂加膀一样正如在赞美断臂的维纳斯雕,越时代的缺憾美宁可欣赏这种超,魅力保留给我们的后代而把古典文化的无穷。”

  有想到冯锐没,中国地震局的重视他的观点受到了,合作加大理论研究力度支持他与国家博物馆,们还先后两次听取了他的报告中国地震学专业委员会的专家,振铎模型的工作原理明确支持彻底否定王。上发表了长篇论文《张衡候风地动仪的原理复原研究》冯锐和武玉霞遂于2003年10月在中文核心期刊,的学术研究结果公布了更加严谨。

  不知道冯锐更,表论文的同时几乎在他们发,事:2003年10月21日发生在河南博物院的另一个故,视察河南博物院时中央政治局常委,不会动的木制“张衡地动仪”的面前停在那部与国家博物院同一款式、,感慨发出,外壳而不能工作?“地动仪是中国古代科学的典范作为中国历史上如此辉煌的技术为什么只有一个,直观展演出来要把工作原理。语既出”一,受到极大鼓舞河南博物院。副院长马上行动起来张文军院长、田凯,够复原张衡地动仪的人来他们一定要找到一位能,的仪器能够正常工作让象征中国古代科学,才能达到“表演”效果不再只是通过人为控制。

  是于,——期盼有人对张衡地动仪“科学地表现内部原理、构造河南博物院在多种报刊和互联网上贴出了“招标公告”,长期互动式演示”使之能与观众进行。

  员李先登曾经随“中国古代科技展”到日本访问中国国家博物馆研究员、国家文物鉴定委员会委,的展出经历1988年,登老人心头的一块病痛成了现年8旬的李先。记得他还,上百万日本观众来参观这次展览期间吸引了,原大的张衡地动仪模型展厅里一进门就是一部,径在1米6以上这尊地动仪直,米2左右高达2,八只龙首中的铜丸这架庞然大物上,都不会动无论怎么,不下来也掉。没有办法实在是,众表演的时候于是在给观,个铜丸捅下来的是用一根棍把那。

  的这一“招贤榜”看到了河南博物院,变人们对地动仪看法的机会李先登意识到这正是一个改,原出科学价值它应该被还,只能远观的艺术品而不仅仅是一个。写信给河南博物院于是李先登马上,物院方面告诉博,的冯锐进行这一研究自己正在和地震局。

  田凯院长仿佛看到了曙光接到这封信的张文军和,“无人撕榜”的尴尬局面招标公告毕竟一直处于。4年7月的巧遇这就是200,停滞于断臂状态的冯锐推到了前沿把只进行理论研究而在实验上仍,博物院承担经费由河南,局全力支持国家地震。

  于应战冯锐敢,掌握了理论不仅因为他,重要原因是还有一个,过理论计算他已经通,限制性参数 :首先得出了三个关键的,八尺圆径,个限制性参数给出了第一,柱的固有周期2.4~3.0秒由八尺圆径还能导出樽高以及都;次其,—“则振”“摇樽”,测观察到樽体的摇和振说明人已经能够通过目,数量级的运动只有地震的瑞利面波才会达到那么地面位移至少应有2~4毫米——这个;次再,烈度的衰减规律根据中国地震,烈度为Ⅲ+~Ⅳ可推算出洛阳的,6.5~7.0级陇西地震的震级,~700千米震中距500。

  波动和测震仪的特殊细节这些参数已经涉及到地震,彼此吻合数量级,实践过写不出来的东西原典的记载是一段非,不止一次地正常工作过这也说明地动仪曾经。

  4年7月200,等8家单位专家组成的“张衡地动仪科学复原课题组”成立了来自中国地震局、国家博物馆、河南博物院、自动化研究所,总负责冯锐。

  的第一件事冯锐所做,以来所有地震的波形图调来就是把陇西自1985年,的分析和计算发现通过对这些波形图,组的预料不出课题,、震相、加速度、持续时间等参量从陇西到洛阳地震波的周期、幅度,期的合理范围内不仅是在理论预,的波动记录结果相吻合而且与类似的真实地震。说明了一个问题这一结果无疑,4年的确测到了陇西的地震张衡的地震仪在公元13,虚幻的神话它不是一个。也表明同时,参数的计算是正确的冯锐对地动仪多种。化参数有了量,复原的基本条件就具备了科学。

  古学家的参与下在历史学家与考,汉书》的196年字增加到238个字对于张衡地动仪的记载更从一本《后,来的42个字这突然增加出,是“字句玑珠”对于冯锐来说真。

  半夜一天,员的电线多岁高龄的卢兆荫兴奋得睡不着觉冯锐接到中国社科院考古研究所卢兆荫研究,“冯锐他说:,衡地动仪的一些史料我又找到一个有关张,《续汉书》是司马彪的。没有反应过来”冯锐当时,司马彪是谁他不知道,时代的前后更不清楚。一句“是西晋的卢兆荫又解释。朝的范晔早一百多年呢西晋的司马彪要比南北!锐听明白了”这下冯。卢先生告诉他电话那头的,新内容“有,‘其盖穹窿’其中一句说:,是穹窿状的”地动仪的盖子。

  棒了太!樽有两种汉代的酒,就是穹窿状的温酒樽的盖子,土文物是吻合的史料文字与出,适合地动仪的技术要求这种形状的酒樽特别。

  二天第,现的史料复印给了冯锐卢兆荫先生就把新发。确的,圭臬的《后汉书》要早约150年《续汉书》比此前所有研究者奉为。汉纪》中对张衡地动仪的描述此后又查到的东晋袁宏《后,汉书》70多年也要早于《后。

  来后,书馆善本特藏库的帮助通过考古学家和国家图,的一些帛质古籍的影印本又陆陆续续地找到了宋代,版本的古籍前后有7个,行过不同的记录对张衡地动仪进。

  本中有关张衡地动仪的记载冯锐把7份史料、不同版,了下来全部抄,成表列。个字地对比一个字一,的字与不重复的字来他想从中找出重复。字句中找到解决方案在从未重复的那些。

  元132年制作的地动仪无论是中国的张衡在公,在日本推断的地动仪内部结构还是英国人米尔恩1883年,重要的部分都有一个,是柱子那就。已故历史学家王振铎1951年设计的地动仪中中国历史博物馆(现改名为中国国家博物馆),立杆的柱子也有一个直。锐的年代到了冯,什么样的呢?通过计算这根柱子到底应该是,的直立杆都柱王振铎复原,比是40:1高与直径之,整的铅笔都立不起来这一比例连一根完。

  根柱子中间这,用一个“都”字?古代汉语对都的解释之一就是“大”为什么叫“都柱”呢?昔墨如金的中国古人为什么要。此据,质都柱粗壮雄浑冯锐设计的铜,约为6:1左右高与直径的比。于——“地动摇樽“都”字的原理在,震”樽则,动摇“柱”而不是地,”则震“柱。万物都是处于与地球同一状态中樽震现象的原理在于地球上的,是利用惯性原理而张衡地动仪则,那所发生的绝对运动中在地震波传来的一刹,质量大而停留在相对静止中仍有一个相对静止的都柱因,一段相对位移从而会发生,对于这一物理特性加以运用张衡在1800年前就能。也说明这一点,对不是直立杆张衡的都柱绝,悬垂摆而是。

  难很快就表现出来复原研究中的困,着内部结构的设计合理原理的正确并不意味。设计成狼牙棒的方案因为按照冯锐把都柱,“一龙发机无法达到,动”的效果而七首不,是说也就,只有一个处于地震波面的龙会吐珠张衡当年的地动仪在地震发生后,会出现任何反应其他七只龙首不。与“都柱”的之间他设计的“机关”,毫米的距离仅有三四,三地碰得一圈龙都“发机”都柱轻微的摆动就会接二连。动的动量过小加上都柱运,“龙机”的运动不足以直接推动。自动化研究所退了回来狼牙棒设计很快就被,告诉他明确,实现无法。

  许是冯锐最苦恼的日子2004年10月也。多种都柱的设计他昼思夜想了,得其解始终不,除原理之外意识到:,措施还没有吃透对张衡的技术。者说或,利用了惯性外张衡除了首次,有重大的历史创新和贡献他在技术的实现上一定还,人们所了解长期并不为。阳测出陇西地震的波动量否则地动仪不可能在洛。的观测实践来看从现代地震仪,~3000倍的电子放大量才能够测出陇西地震的信号洛阳地震台需要对惯性摆的相对位移量置于2000。的灵敏度这样高,单位移能够实现的不是惯性摆的简。处于极其紧张的时刻在整个课题组的工作,决定全部停止下来冯锐只能痛苦地,:这到底是怎么一回事让他能够冷静地想一下?

  地背诵古文一遍一遍,地分析推敲后一个字一个字,深夜一个,到“施关发机冯锐忽然注意,巧制机关,”的“皆”字皆隐在樽中。都的意思“皆”是,数复;施和发都是动词“施关发机”的,关”都是名词“机”和“。此因,今习惯理解的双音节词“机关”就不是我们现,、“关”是“关”两个单音节词而应该理解成“机”是“机”。字的析出“关”,、道、机、丸五部分组成意味着地动仪由柱、关,关”施加作用后都柱首先对“,”得以发动才使“龙机。触发机构关就是,出地震波的一个关键性技术措施是地动仪能够以极高的灵敏度测。

  先生请教以后“在向卢兆荫,理解的合理性确认了我这样,’果然是两个词‘机’和‘关,是单音节词中国古代都,独立的含意”每一个字都有,关’就是门栓的意思冯锐兴奋地说:“‘,作为一个象形字栓的古字‘閂’,大门是什么样——门中间有一横无声地说明了中国古代人关起的。的一小“横”线关就是都柱中间。是于,露”的方案设计出来了一个被称为“悬针含。此至,机”、“关”、“道”、“丸”历史文中记载的“都柱”、“,能够安放在相应的位置每个部件全部找到了并,“一龙发机同时获得,动”的效果而七首不。

  学的专业仪器——验震器张衡地动仪是一件地震,而非预测地震的它是用来验震的,也要经过“验震”的考验冯锐复原的张衡地动仪,就不再是纸上的演算它所要接受的检验,个振动台上去而是放到一,脑的控制下振动台在电,2000年泸西地震、2001年孟艺地震的地表震动过程通过较为复杂的液压机电系统重现了1976年唐山地震、,的京师洛阳在陇西地震时的运动水平并在这个基础上模拟了1800年前,一次显示出良好的验震功能课题组复原的模型不仅第,性振动表现出很强的抗干扰能力还对持续两个月的强烈非地震。是说也就,念模型到科学模型转变的关键性突破中国对于张衡地动仪终于实现了从概。

  动台上在振,再只是模型这些模型不,工作的仪器而成为能够,文献中记载的做到了古代,上“地动摇樽在时间顺序,则振樽,发”龙机,实现了“一龙发机在发机的数量上,不动”而七首。

  组”复原成功的地动仪由“张衡地动仪课题,已交付河南博物院展出目前一部按协议规定,模型尽管目前只有内部结构而没有外壳另一部与“圆径八尺”的记载原大的,某科学博物馆订下但也已经被国内。东汉美学观点设计外观雕塑的微缩模型另一部经过清华美院王培波教授按照,家胡同小学被安装在史,主义教育的一课不仅作为爱国,科学、用科学的一个最立体的课本也成为教育孩子们从小爱科学、学。

  短的“说明书”凭着短得不能再,成了“张衡地动仪”复原王培波用一年半时间完,就是在创作“实际上”

  清他接手地动仪造型复原设计的具体时间清华大学美术学院王培波教授已经记不。006年年底“大约是2,07年年初或者是20,绍了一下朋友介,我接上头了他们就跟。下简称课题组)之前也找过别人做过设计”“张衡地动仪科学复原”课题组(以,都不理想但效果。

  7年年底200,时间做出了首稿王培波花了一年。这个作品研究半天后提出了一堆修改意见来自考古、地震、美术界的专家们对着,上认可但总体。稿出来的时候七个月后第二,个修改意见了这回就没几。首等细节上琢磨了一个月王培波又在蟾蜍造型、龙。稿的时候交第三,一起开了个座谈会各界专家们凑在,不可以再改点有人提出可,得让我有点自己的意见吧王培波摆摆手:“你总。是定稿”于。

  的地动仪的模样消失了一千多年,纪》等几本有限的史书中找到极有限的记载现在只能从《汉书》、《后汉书》和《后汉。文字中的神奇发明对于这项只存在于,者凭借他们的想象力古今中外的科技爱好,百怪的复原品曾制作出千奇。最大的版本其中影响,樽体、八条倒立的飞龙、八面环绕蟾蜍的造型是王振铎在1951年制成的一个啤酒桶状的。量制成工艺美术品这个传统模型被大,读物和学生的教材上并印到了各种科普,地动仪提起,地想到这个造型中国人会本能。

  更贴近原作颇为自信王培波对新版造型。史料的重新搜寻中课题组在对地动仪,的基础上扩展到238字将记载从过去196字。圆径八尺“……,酒樽形似,穹隆其盖,山龟鸟兽之形饰以篆文、。些文言背得烂熟”王培波把这,刻到复原的樽体上并用小篆把他们,从《说文解字》上查出来的“每个字的小篆写法都是。”

  量按照东汉的审美标准进行还原课题组给王培波的要求是:尽。饰艺术系装饰雕塑专业出身王培波是中央工艺美院装,术的课程没少上大学里传统美。图形比较清楚“我对汉代的,的时候更确切一点这样我们在深化,东西综合起来不过得把这些。雷火app官网青铜和汉画”光研究,去买了几十本书王培波就专门。

  不到任何现成的参照物王培波的复原几乎找,理的不同因为原,的很多理念要被否决旧版在外型设计上。“形似酒樽比如依照,”的要求其盖穹隆,外部形状显然不合理王振择版啤酒桶状的。到的全部汉代酒樽王培波将能掌握,神兽纹樽、广州凤钮禽兽纹樽、台北鎏金山纹兽足樽和北京大学考古文博学院的明器陶樽如山西右玉胡傅鎏金兽纹樽、江苏邗江的鎏金云纹樽、西安的鎏金鸟兽纹樽、甘肃平凉的,详细测量一一进行。整体高度、直器壁高度、器足高度等等涉及到酒樽的直器壁圆径、顶盖弧度、。些统计结果最终确定下来新的外部造型是根据这。

  设计上在纹饰,依据的原则遵循有实体。雀、玄武四神的造型如青龙、白虎、朱,宫瓦当的四神浮雕原型是汉代未央。首造型八个龙,楚王刘戊墓的玉佩雕刻原型是徐州狮子山汉。蜍蟾,去病将军墓的石雕蟾蜍、四川巫山铜灯基座原型是四川广元摇钱树基座、河南茂陵霍。和凤钮花纹,山靖王刘胜墓的鎏金楚大官壶原型是取自河北满城陵山中。器物特征上在表现汉代,严谨更加。

  地动仪上有哪些元素古书的记载只能表明,却并没有描述但其具体位置。有八方兆’“比如‘外,八卦就是,把八卦放在哪儿我们不知道原作,解和需要来安排位置只能按照我们的理。们这上面一样不缺它描述的东西我。培波说”王。

  西不能少记载的东,虑王培波还加上了一些东西出于功用和美观的综合考。只连尾太阳鸟比如顶部的三。有酒樽上站着鸟儿的“本来过去确实就。度把里边的都柱提起来地动仪顶端需要一个高。当然可以不加鸟,难看但是。尾巴形成自然的支点正好有这个太阳鸟的,去就很饱满这样看上。”

  外的是龙的近乎狰狞的造型新版设计中最让人感到意,现代龙”的人们大跌眼镜这让看惯了雍容华贵的“。上有个演进的过程“龙的形象在历史,还是很原始和古朴的在秦汉时期立雕龙都,的明清龙差别很大跟现在大家看到。培波说”王,会对审美影响很大社会的富足程度,东西就比较华丽“比如唐朝的。国力也很强盛西汉实际上,就弱了一些但到了东汉。造型都比较简单纯朴反映到器物上就是。出土的东汉皇家的东西我们现在能看到的很多,都很朴实看起来,家里用的一样就像老百姓。来确实要土气一些所以这个龙看起。”

  龙身完整做出来王培波曾把整个,起来“太华丽、张扬但专家组认为全龙看,代的东西”不太像汉,截掉只剩下了龙首他干脆把龙身全部,’是个含糊的话“‘龙首衔铜丸,一定没有龙身其实并没讲就。大家都没话讲现在这样改,缩减到最能说明问题的那一部分因为你只能是把你所有的想法,争议最少这样就会。是做了一些保留”不过王培波还,并非完全照搬东汉龙造型他承认并非仅存的龙首也。一点西汉“稍微偏,一些张扬。就比较有意思我觉得这样。给大家看的东西毕竟还是展示,制造出土文物我们并不是在。”

  版相比与旧,更加圆润丰满新版的蟾蜍,卡通的意思甚至有些。版的有点像青蛙王培波觉得旧,是为了让蟾蜍嘴张得足够大他解释新版这样设计主要,整体的效果且不破坏。

  是樽体的器足——“下有蟾蜍承之”西晋司马彪《续汉书》上写清了蟾蜍。的、头朝内背朝外的摆设模式旧版的八只蟾蜍圆圈离散状,”的记载相悖显然与“承之。蜍通过八条水纹状的通道连成整体新版按照“傍行八道”的要求将蟾,体的重量承受住樽。“载水而浮”的世界观水纹状通道则取自汉人。械化的轨道就太难看“要是做成一个机,水一样流出来现在这样像,很自然的东西就变成一个。”

  是一个再创作的过程“所谓的复原实际上,是说也就,创作的一个东西基本上就是我。依据史料来找资料所有的东西都是我,部分的造型归纳各个,都是我重新的理解你看到的这些元素。件作品打90分”王培波给这。就扣细节处理上“非要扣分那,神的图案比如四,精致一些还可以更。”

  上的灾害群发期之一两汉时期是中国历史,这个天灾频仍的不幸年代东汉科学家张衡就生活在,、震等多种灾害中在水、旱、蝗、冰,多次地震他经历过。7岁的20年中在他27岁至4,都要发生一次地震几乎每年。

  奥秘的科技生涯中张衡追寻天文地理,的文学造诣还有着很高,、善于谋划行政方略这位太史令善作赋。衡年表中但是在张,之后的4年里公元128,是空白每年都,面的印记都没有留下什么政策与文化方,年造出了地动仪却突然在132,说明“这,年的时间里张衡在这4,造他的地动仪”专心致志地在,地动仪的冯锐作如是说用了几年时间复原张衡。

  太史令时张衡任,朝纲说地震曾多次议。刚安置在洛阳灵台在他的地动仪刚,的浑天仪一同站岗不到一年时与几年来一直在这里执行任务,8日京师发生了地震公元133年6月1,年京师地震对策》张衡上书《阳嘉二,星见于上他说“妖,著于下震裂,祥矣天诫,寒心可为。见矣今既,恐惧修政,为福”则转祸。然立竿见影这份上书果,保受天诫观的控制19岁的顺帝刘,了地震“罪已诏”于震后第二天发布,王龚“以地震策免”而太尉庞参和司空。年代为政治倾轧准备了充足的籍口“天人感应”的传统观念在地震。是于,134年“以地震免”三公(司徒、太尉、司空)中二人的记载历史在张衡地动仪问世前后的这段时间内有过公元133年、,“以地震”撤免朝廷最高长官事件而且这也是开中国历史之先河的。

  第一次工作验出的地震陇西地震是张衡地动仪,年12月13日时为是134,里又发生地震这么短的时间,有忤逆之人说明君侧仍,的人?这次根据张衡“天诫祥矣”的观点于是顺帝直接问张衡谁是天下最令人痛恨,了第二批“以地震免”的高官司徒刘琦和司空孔扶二人成。的第十九世孙孔扶是孔圣人,古老的世家出身中国最,历代君王奉若神明他的先人被中国。

  的出现地动仪,治变得如此复杂使地震年代的政,官员同时命途多舛以至于震后升职的,衡来说以张,至侍中他升,天下最可恨的人时被顺帝问及谁是,怕他说自己的坏话满朝文武宦官都,竖恐终为其患最终导致“阉,谗之”遂共。3日陇西地震以后134年12月1,仪被群起而攻之张衡和他的地动,年代异常激烈起来官场矛盾在地震的,震之事借地,时期的朝廷潜规则诛异己者成了顺帝,地震的直接受害者张衡本人也成了。震的频发由于地,一直玩到东汉灭亡才结束东汉朝廷的这项政治游戏。

  汉结束前早在东,经词穷张衡已,震与国运的关系了再也无法解释地,众怒且“惧其毁已”的煞星他的地动仪成为一颗犯了,是顺帝的心腹而成为众矢之的他本人也因“妖言”过多不复。是于,是请辞他先,间(今河北省沧州)为相后又被派到荒无人烟的河,后流放林冲的地方那里也是几百年,可见一斑其悲凉。在他的文学作品中这段凄惶晚景记录,冢赋》、《归田赋》全部是悲不堪言的笔述《怨篇》、《四愁诗》、《髑髅赋》、《。138年2至6月和139年4月发生多次地震此后的136年2月、137年5月至7月、,地动仪工作的记录但史料中却不再有。衡政治地位不再地动仪随着张,一落千丈重视程度,为地摒弃了甚至被人。

  自己的垂暮时分张衡感觉到了,回家了他想,帝“乞骸骨”于是上书给顺,到京城洛阳时在139年回,尚书降为,有应征他有没,细记载没有详。载的是有记,一年去世的张衡是在这,阳以北25公里的石桥镇去世后安葬于他的家乡南。地提醒途径南阳的外地人张衡的家乡至今还在无声,轻脚步最好放,神明——南阳市的道路命名以免打扰了地下的各位有灵,史人物来提醒人们经常以当地著名历,姜子牙、岑参、张释之、范蠡、汉光武帝这里曾经有过张衡、诸葛孔明、张仲景、,生于斯工作学习于斯他们中有些人不仅,眠于斯还长。

  学者雷立柏奥地利宗教,的情绪是一种宗教式的崇拜认为中国人对张衡地动仪,看来在他,失传了地动仪,科学、无实用就说明它不,传的道理没有不失。

  张衡地动仪工作的科学原理但是即便现在已经搞清了,在价值以及存,传仍是一个谜但是它的失。学说数种,的文献依据都有各自。

  307年至312年西晋永嘉之乱考古学家王振铎认为地动仪消失于。析还要早冯锐分,东汉末年“估计在,丕登基的221年”恐不会超过魏文帝曹。

  90年灵台和洛阳的多次大火还有一种考证来自185至1。帝时期的地震频发后洛阳城在经历了顺,了接连不断的火灾到了桓帝又开始,起义后的公元185年3月28日较大的一次火灾是184年黄巾军,燃起烈火南宫云台,了半个多月这把火烧。

  了几年又过,最大的火祸来了一场,和京师百万人迁都长安190年董卓驱赶天子,杀抢掠持续一年两个月他的军队在洛阳城烧。阳官庙及人家”、“宫室烧尽”为主此次主要以“尽焚宫室”、“焚洛。年8月返回洛阳时到了汉献帝196,焚尽故都,奔了许昌降魏第二个月他就,汉灭东。

  发现考古,器具、铸自黄巾军之后洛阳出土的大批青铜,烧毁旧京洛阳城之时而190年的董卓,出的特点:方孔极大出土的铜钱有着突,的圆内切四边形成了历史上最大,极薄钱又。南阳同乡张仲景在《伤寒论》中说生活于这一时期的医圣、张衡的,的10年之内196年以后,黄河流域已经几成无人区亲见族人死去2/3、。聊生的年代这种民不,不足为奇毁铜铸钱。

  国科技史的光荣张衡地动仪是中,朝代的噩梦也是一个,毁灭之后这个朝代,知所踪它也不。

  已经进了校园科技馆新版的复原地动仪,画的还是老图可是教材上。到底按哪个答考试的时候?

  震我才动“只有地,震我不动不是地。们如何上下摇动振动杆看到没有?”无论孩子,纹丝不动地动仪。振动台横向摇杆时当冯锐轻轻触动,住的小球应声落下地动仪上龙嘴衔,蜍的嘴中掉进蟾。

  学校都没有“全国其他,这儿一台就我们。校长黄守圣颇为自豪地说”65岁的史家小学副。到地动仪复原模型他也是第一次见。

  5比例制作的地动仪模型用青铜铸造这台编号“A001”按原型1:,价钱是6万元人民币史家小学买下来的。的史家小学科技馆里在这间100多平米,磁力线多件实验设备装备有电动机、切割,型是最贵的啦“地动仪模。”

  是觉得它能动“我们主要,教育设备专款买下来所以专门申请了科技。守圣说”黄,经没有了张衡地动仪的内容尽管现在的小学教材中已,千多年前造出来的地动仪能工作但能让学生亲眼看到老祖宗的一,主义教育意义” “非常具有爱国。

  人的印象就是“现在给年轻,都是先进的外国的东西,老是落后中国的。历史上中国人曾经比外国人先进很多我们买这个模型就是告诉孩子们:,一个教育要有这样。守圣说”黄。

  地动仪复原模型的购买请求校长卓立在第一时间批准了。的原理并不十分了解他对新版复原地动仪,认定6万块钱花得值但他和黄守圣一致。

  透露冯锐,书在年底修订时中国大百科全,和原理将进行更换地动仪词条插图。教材方面但在学生,能要迟缓不少修改的动作可。

  历史教科书中在现行人教版,学历史》七年级上册第16课张衡地动仪的介绍主要在《中。秦汉文化》里在《昌盛的,的主要发明被重点介绍地动仪作为东汉时期。依照王振铎先生的研究成果其复原模型图与工作原理均。

  6年11月早在200,衡地动仪的教学内容和观点需要更新》一文冯锐即于《中学历史教学参考》上撰写《张,位及时更新教学知识呼吁历史教材编写单,内容、观点引入课堂将更为严谨和科学的。

  的模型已经显现出不足“限于当时条件所制作,观点日渐显现出它的片面性和失误这种近于僵化、过时的教学内容和,影响已经出现负面的社会。先生写道”冯锐,传地震常识正确地宣,理解地动仪的知识让我们的后代正确,到日程上了已经正式提。

  就是两年时间一过,立并通过了国家鉴定新的复原模型已经建,然没有得到修订中学历史教材仍。

  月18日今年7,社网站人教论坛人民教育出版,全林老师又提出了同样的疑问湖北省谷城县城关一中的唐,者注意上述文章并提醒教材编写。写工作的马执斌先生很快做出答复人教社编审、负责中学历史教材编。生认为马先,科研是一种规律教科书滞后于,见趋于一致“学术界意,变动”教材会。意见而言就其个人,似乎可修改”“我想地动仪。

  女士告诉《新世纪周刊》人教社副总编辑韦志榕,震台网获悉这一消息社里已经从中国地,出是否修订的决定但暂时还没有做。事情关系重大“由于这件,关专家充分讨论社里会组织相。定出台之前在最后决,有任何行动人教社不会。她说”。

  榕表示韦志,给七年级的学生们使用由于该课本已经发放,修订可能今年已无,定修订如果确,009年的新学年最早也要等到2。

  的教材都还没改过来黄守圣说他知道现在,新的模型向学生讲解地动仪知识但是史家小学的老师会按照最。升学到中学将来学生,到地动仪的问题如果测试中考,今天见到的这个地动仪来答题黄守圣表示会要求学生们按照,级的专家认定的啊“毕竟这是是国家。”

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