張衡發(fā)明，今人再造被誤解的地動(dòng)儀

■文/楊東曉

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

張衡發(fā)明，今人再造被誤解的地動(dòng)儀

■文/楊東曉

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國人耳熟能詳?shù)膰鴮毤?jí)發(fā)明張衡地動(dòng)儀，是上世紀(jì)50年代才造出來的“古董”，并非1800年前的原物。

馮銳和工作人員在精心調(diào)試龍機(jī)的機(jī)械性能。

一代又一代的中國學(xué)生，從老師那里聽到東漢時(shí)期的科學(xué)家張衡發(fā)明地動(dòng)儀的故事，地動(dòng)儀也被當(dāng)作中國偉大科技發(fā)明的典范。但大多數(shù)學(xué)生，包括老師可能并不知道，直至1950年代，地動(dòng)儀才被“制造”出來，并進(jìn)入教科書中，演變成幾代人的集體記憶。

1934年，燕京大學(xué)研究生院歷史專業(yè)的學(xué)生王振鐸，想要復(fù)原史書中記載的張衡地動(dòng)儀。他認(rèn)真地研究了史書的記載，在1936年，畫出了第一套自己復(fù)原的地動(dòng)儀模型圖稿。他還手繪了一套內(nèi)外結(jié)構(gòu)圖樣做論文的配圖。1937年，日本地震學(xué)家萩原尊禮也發(fā)布了他復(fù)原的張衡地動(dòng)儀論文。不同于王振鐸，萩原尊禮提出了直立桿原理。

中日兩國在復(fù)原地動(dòng)儀上的爭(zhēng)論還沒開始，兩國之間就爆發(fā)了戰(zhàn)事，于是，孰是孰非，就沒了下文。

1949年新中國成立，王振鐸的新職務(wù)是文化部文物局博物館處處長(zhǎng)。當(dāng)時(shí)，國家要求博物館復(fù)原一批代表古代文明的器物作為陳列和宣傳之用。王振鐸接到的任務(wù)中，包括“四大發(fā)明”中的張衡地動(dòng)儀和司南。這一次，王振鐸否定了自己1936年的設(shè)計(jì)，于1951年重新復(fù)原出1:10比例的木質(zhì)“張衡地動(dòng)儀”模型。這一概念模型一問世就受到了空前關(guān)注。它成為新中國唯一一件“張衡地動(dòng)儀”宣傳模型。

1952年4月號(hào)的《人民畫報(bào)》對(duì)這尊模型的成功復(fù)原進(jìn)行了報(bào)道。中央人民政府文化部社會(huì)文化事業(yè)管理局的王天木，用一整版的篇幅圖文并茂地向讀者講解了地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)和工作原理。

接下來，這尊由王振鐸復(fù)制的“張衡地動(dòng)儀”就被編寫進(jìn)入全國中小學(xué)教科書—不同于《人民畫報(bào)》的是，后來歷次修訂的教科書中，不再提這是后人根據(jù)文獻(xiàn)和自己的理解復(fù)原的概念模型，一代代教師和學(xué)生就這樣認(rèn)為課本上的圖片就是當(dāng)年的張衡地動(dòng)儀。

對(duì)于這座再次震動(dòng)了地震界的“張衡地動(dòng)儀”，只能說它是我們?cè)诋?dāng)前這個(gè)時(shí)代對(duì)張衡的理解。

在全國上下都沉浸在古代偉大發(fā)明的榮耀之中時(shí)，王振鐸的老朋友、中國地震學(xué)奠基人傅承義院士當(dāng)面指出了1951年模型的原理性錯(cuò)誤。

那是1976年的一天，兩位老友聊天的時(shí)候談到了地動(dòng)儀，傅承義說了一句，房梁下吊塊肉都比你那個(gè)模型強(qiáng)。在地震學(xué)家的世界里，所有懸掛物都是天然驗(yàn)震器。

比這種當(dāng)面批評(píng)更尷尬的是，在出國展覽時(shí)，由于沒有合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也沒有模仿地震的震動(dòng)臺(tái)，龍口中的銅丸無法吐下來。一張1988年“張衡地動(dòng)儀”訪問日本奈良時(shí)的照片，記錄下這樣的情景：中方解說在向日本觀眾講解地震儀工作狀況時(shí)，手持一根木棍，木棍捅一下，龍口中的銅丸才會(huì)掉到下面青蛙的口中。

2003年，河南博物院決定在官網(wǎng)上張榜招賢，讓張衡的地動(dòng)儀真正能動(dòng)，不要再通過人為控制進(jìn)行“表演”。

通過翻閱文獻(xiàn)資料以及對(duì)波形圖的計(jì)算，“張衡地動(dòng)儀科學(xué)復(fù)原”課題組證明張衡的地動(dòng)儀在公元134年的確測(cè)到了隴西的地震。張衡地動(dòng)儀不再是“傳說”和“神話”。

課題組組長(zhǎng)馮銳復(fù)原的地動(dòng)儀于2009年9月初小學(xué)開學(xué)不久，安裝在北京市重點(diǎn)學(xué)校史家小學(xué)。

此時(shí)，全國中小學(xué)教材在講到地動(dòng)儀時(shí)還在延續(xù)“直立桿”理論。而馮銳已經(jīng)多次與人民教育出版社溝通，最初得到的答復(fù)是需要地震局的證明文件，但當(dāng)看到最新修訂的《中國大百科全書》，對(duì)于“張衡地動(dòng)儀”這一詞條已經(jīng)做出修正，人教社便準(zhǔn)備在2010年有所改動(dòng)。

2009年9月20日，中國科技館新館開幕，地動(dòng)儀在新館與觀眾見面，并在地動(dòng)儀模擬的地震波中進(jìn)行吐丸的工作。觀眾可以親自動(dòng)手按下按鈕，觀察在不同波型下地動(dòng)儀的不同反應(yīng)—只有橫波到來它才吐丸，其他來自縱波的震動(dòng)，都無法使地動(dòng)儀有任何反應(yīng)。這就排除了其他的干擾，如很重的關(guān)門、汽車過境的震動(dòng)、巨大的炮聲等。

美籍華裔理論物理學(xué)家、國際華人物理學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)楊炳麟，訪華期間聽了馮銳在中科院理論物理所作的報(bào)告會(huì)后，認(rèn)為從這部機(jī)器上可以看出，張衡應(yīng)該是最早利用慣性原理驗(yàn)震的人，這是物理發(fā)展史中的里程碑。

2010年1月24日，馮銳接到教育部長(zhǎng)袁貴仁的電話，袁貴仁在仔細(xì)閱讀馮銳修改教科書的建議和相關(guān)資料后，原則同意修改“張衡地動(dòng)儀”這一章節(jié)。2010年秋季教改出臺(tái)以后，按照教學(xué)大綱，“張衡地動(dòng)儀”已不再是歷史課本中的內(nèi)容。

對(duì)于這座再次震動(dòng)了地震界的“張衡地動(dòng)儀”，馮銳認(rèn)為：“只能說它是我們?cè)诋?dāng)前這個(gè)時(shí)代對(duì)張衡的理解。”他希望未來還會(huì)有人能夠超越，能夠更加接近張衡。

清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院雕塑系王培波在對(duì)地動(dòng)儀做局部修整。

聯(lián)系編輯：daiti@blogweekly.com.cn

復(fù)原2009年中國科技館新館開幕時(shí)展出的地動(dòng)儀，歷時(shí)近3年復(fù)原完成。