张衡发明，今人再造被误解的地动仪

2010-09-20杨东晓

博客天下 2010年24期

关键词：张衡复原震动

■文/杨东晓

■http://www.xfgjls.com/?action-viewnews-itemid-13285

张衡发明，今人再造被误解的地动仪

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国人耳熟能详的国宝级发明张衡地动仪，是上世纪50年代才造出来的“古董”，并非1800年前的原物。

冯锐和工作人员在精心调试龙机的机械性能。

一代又一代的中国学生，从老师那里听到东汉时期的科学家张衡发明地动仪的故事，地动仪也被当作中国伟大科技发明的典范。但大多数学生，包括老师可能并不知道，直至1950年代，地动仪才被“制造”出来，并进入教科书中，演变成几代人的集体记忆。

1934年，燕京大学研究生院历史专业的学生王振铎，想要复原史书中记载的张衡地动仪。他认真地研究了史书的记载，在1936年，画出了第一套自己复原的地动仪模型图稿。他还手绘了一套内外结构图样做论文的配图。1937年，日本地震学家萩原尊礼也发布了他复原的张衡地动仪论文。不同于王振铎，萩原尊礼提出了直立杆原理。

中日两国在复原地动仪上的争论还没开始，两国之间就爆发了战事，于是，孰是孰非，就没了下文。

1949年新中国成立，王振铎的新职务是文化部文物局博物馆处处长。当时，国家要求博物馆复原一批代表古代文明的器物作为陈列和宣传之用。王振铎接到的任务中，包括“四大发明”中的张衡地动仪和司南。这一次，王振铎否定了自己1936年的设计，于1951年重新复原出1:10比例的木质“张衡地动仪”模型。这一概念模型一问世就受到了空前关注。它成为新中国唯一一件“张衡地动仪”宣传模型。

1952年4月号的《人民画报》对这尊模型的成功复原进行了报道。中央人民政府文化部社会文化事业管理局的王天木，用一整版的篇幅图文并茂地向读者讲解了地动仪的结构和工作原理。

接下来，这尊由王振铎复制的“张衡地动仪”就被编写进入全国中小学教科书—不同于《人民画报》的是，后来历次修订的教科书中，不再提这是后人根据文献和自己的理解复原的概念模型，一代代教师和学生就这样认为课本上的图片就是当年的张衡地动仪。

对于这座再次震动了地震界的“张衡地动仪”，只能说它是我们在当前这个时代对张衡的理解。

在全国上下都沉浸在古代伟大发明的荣耀之中时，王振铎的老朋友、中国地震学奠基人傅承义院士当面指出了1951年模型的原理性错误。

那是1976年的一天，两位老友聊天的时候谈到了地动仪，傅承义说了一句，房梁下吊块肉都比你那个模型强。在地震学家的世界里，所有悬挂物都是天然验震器。

比这种当面批评更尴尬的是，在出国展览时，由于没有合理的内部结构，也没有模仿地震的震动台，龙口中的铜丸无法吐下来。一张1988年“张衡地动仪”访问日本奈良时的照片，记录下这样的情景：中方解说在向日本观众讲解地震仪工作状况时，手持一根木棍，木棍捅一下，龙口中的铜丸才会掉到下面青蛙的口中。

2003年，河南博物院决定在官网上张榜招贤，让张衡的地动仪真正能动，不要再通过人为控制进行“表演”。

通过翻阅文献资料以及对波形图的计算，“张衡地动仪科学复原”课题组证明张衡的地动仪在公元134年的确测到了陇西的地震。张衡地动仪不再是“传说”和“神话”。

课题组组长冯锐复原的地动仪于2009年9月初小学开学不久，安装在北京市重点学校史家小学。

此时，全国中小学教材在讲到地动仪时还在延续“直立杆”理论。而冯锐已经多次与人民教育出版社沟通，最初得到的答复是需要地震局的证明文件，但当看到最新修订的《中国大百科全书》，对于“张衡地动仪”这一词条已经做出修正，人教社便准备在2010年有所改动。

2009年9月20日，中国科技馆新馆开幕，地动仪在新馆与观众见面，并在地动仪模拟的地震波中进行吐丸的工作。观众可以亲自动手按下按钮，观察在不同波型下地动仪的不同反应—只有横波到来它才吐丸，其他来自纵波的震动，都无法使地动仪有任何反应。这就排除了其他的干扰，如很重的关门、汽车过境的震动、巨大的炮声等。

美籍华裔理论物理学家、国际华人物理学会会长杨炳麟，访华期间听了冯锐在中科院理论物理所作的报告会后，认为从这部机器上可以看出，张衡应该是最早利用惯性原理验震的人，这是物理发展史中的里程碑。

2010年1月24日，冯锐接到教育部长袁贵仁的电话，袁贵仁在仔细阅读冯锐修改教科书的建议和相关资料后，原则同意修改“张衡地动仪”这一章节。2010年秋季教改出台以后，按照教学大纲，“张衡地动仪”已不再是历史课本中的内容。

对于这座再次震动了地震界的“张衡地动仪”，冯锐认为：“只能说它是我们在当前这个时代对张衡的理解。”他希望未来还会有人能够超越，能够更加接近张衡。