公元138年,西漢的張衡所發明的「地動儀」,準確預測地震方向,證實了隴西大地震,眾人「於是皆服其妙」,「自此以後,乃令史官記地動所從方起」。在這年事發生的幾年前,即是公元132年,科學家、文學家張衡發明製造了世界上第一台測定地震方位的儀器-「候風地動儀」。張衡將候風地動儀安置在都城洛陽。

1955年中國人民郵政發行的郵票 (網上圖片)

1955年中國人民郵政發行的郵票 (網上圖片)

起初,滿朝文武都不相信這台地動儀能夠測出地震的方向。湊巧138年3月1日(永和三年二月初三)地動儀中有一個龍頭機件突然發動,儀器中的銅珠落了西北方向的蟾蜍口裡。幾天後,隴西驛者日夜奔馳來京師,報告隴西地震,二郡山崩(後世判斷震級約為6.5級)。隴西正好在洛陽的西北方向。在事實面前,大家都不得不承認候風地動儀的靈驗,佩服張衡的發明。而相隔1700多年,歐洲人才製造出「第一台」地動儀,古波斯直到公元11世紀才有類似的地震儀器。

更多相片
1955年中國人民郵政發行的郵票 (網上圖片)

1955年中國人民郵政發行的郵票 (網上圖片)

候風地動儀模型 (網上圖片)

候風地動儀模型 (網上圖片)

影視中的漢代百官上朝情景 (網上圖片)

影視中的漢代百官上朝情景 (網上圖片)

19世紀英國地震學家約翰·米爾恩構想的候風地動儀外形 (網上圖片)

19世紀英國地震學家約翰·米爾恩構想的候風地動儀外形 (網上圖片)

歷史記載,在東漢時期地震較頻繁,在公元96至125年的30年中,曾發生了23次比較強烈的地震,震區有時大到幾十個郡。而張衡所處的時期,恰是歷史上地震頻率最高發期,幾乎連年地震,地裂地陷,江河氾濫,房屋倒塌。京城也出現了多震的現象。為了測定地震方位,及時通知官府做出賑災行動,張衡在擔任太史令時,開始研製能夠報告地震的裝置。

候風地動儀模型 (網上圖片)

候風地動儀模型 (網上圖片)

相對從古書中對地動儀的描述來看,張衡的頭腦中已經有了一個清晰的概念。他認為,地震是從遠處一定方向傳過來的地面震動。現時我們都知道地震波的存在,但是東漢時期張衡就能意識到這一點,是需要經過推理和思考的。張衡鑽研經年,終在公元132年發明世上第一台測定地震方位的科學儀器—地動儀,不但可以知道何時地震,而且還可以測出地震方位。

不過,在神學極盛的漢代,地震研究是舉步維艱的,因為當時統治階層深信天命,相信讖緯神學一套政治預言。例如在建武二十二年九月,光武帝劉秀家鄉南陽大地震,劉秀便下詔自責,說:「而今震裂,咎在君上,鬼神不順無德,災殃及吏人,朕甚懼焉。」此後,圍繞地震展有過多次政治鬥爭,以天災剷除政治對手。《後漢書·五行志》中記載:和帝永元四年六月丙辰,郡國十三地震,是因「女主盛,臣制命,則地動,畔震起,山崩淪」。適逢當時竇太后攝政,其兄竇憲專權,因而導致上天的懲罰,於是「後五日,詔收憲印綬,兄弟就國,逼迫皆自殺」此後,借災言政、排除政敵的現象更是屢見不鮮。

影視中的漢代百官上朝情景 (網上圖片)

影視中的漢代百官上朝情景 (網上圖片)

張衡出於史官的職守,也常藉地震來發表「政善則休祥降,政惡則咎徵見」的言論,但他在太史令任上,研究而創制出地震儀,又顯然與當時的神學觀針鋒相對,其阻力之大可以想像。朝廷上下都將其稱為異類、叛逆,並極力排擠張衡。直到138年,地動儀證實了隴西的大地震後,眾人「於是皆服其妙」,「自此以後,乃令史官記地動所從方起」。

地動儀由精銅鑄成,外形像一個大酒壺,中間的圓徑八尺,儀器的外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形。儀器內部中央立著一根銅質「都柱」,儀器外部周圍鑄著八條龍。龍頭和內部信道中的發動機關相連,每個龍頭嘴裡銜有一粒小銅珠。地上對準龍嘴處,蹲著八個銅蟾蜍,昂著頭,張著嘴。當某處發生地震,「都柱」便倒向那一方,觸動機關,使發生地震方向的龍頭張開嘴巴,吐出銅珠,人們就知道發生地震的方向。不過可惜的是,後人只能根據古籍中的記載猜測張衡的設計。

19世紀英國地震學家約翰·米爾恩構想的候風地動儀外形 (網上圖片)

19世紀英國地震學家約翰·米爾恩構想的候風地動儀外形 (網上圖片)