张衡是怎么发现地动仪的?张衡发现地动仪的故事

2023-02-26 12:09:29 546 0
奇闻观察室
张衡发明的地动仪,成为世界第一件探测地震的仪器,张衡也被写进教材中,被中国人熟知。有专家却戏称:还不如在自家房梁上吊块肉来的实际!

这件事并不是凭空出现的,为什么专家会如此贬低张衡的地动仪呢?

公元78年,张衡出生在河南南阳市,父亲是一个地方的太守,为官清廉爱民,深受当地百姓爱戴,在父亲的身边,张衡也耳濡目染,品行极高。

张衡是怎么发现地动仪的?张衡发现地动仪的故事

张衡自小刻苦向学,17岁时便离开家乡到外地游学,先后去了不少故都遗址和文化浓厚之地,后来还进入了当时的最高学府太学,并结识了后来的著名学者崔瑗。

汉和帝永元,张衡被推荐为孝廉,这期间,大将军邓骘十分欣赏张衡的才华,也曾多次征召他,但张衡都一一拒绝了。

这里要跟大家说一说“孝廉”。在两汉时期选拔官员的制度主要是察举制,而察举制则是以衡量个人品格、德行而定,只有道德高尚之人才能被举荐为“孝廉”,旨在“孝顺亲长、廉能正直”的意思。这个词到了明清时期,用来指对举人的雅称。由此可见,张衡的德行之高。

到了永元十二年,张衡受南阳太守之邀,做了他的主簿,掌管文书工作。八年之后,张衡不喜官场,便辞官居家了。

张衡自小便喜爱学习,动手实践能力也非常强,居家时总是会摆弄一些机械,研究天文、算术等。

到了安帝永初五年时,张衡被举为郎中,三年后迁为尚书侍郎,任职一年后再次升职为太史令。

当时东汉时期,太史令主要掌管天时星历,负责记录灾异。张衡本就擅长天文、阴阳、历算之类的事情,得到此官职,他无比兴喜。

在工作中,张衡除了完成本职日常工作外,其余的时间和精力都投入到了器具制作和天文 学著作 的写作上了。几年下来,他先后制造了自飞木雕、土圭、自动车。

特别是他制造了世界上最早的用水力转动的浑天仪,使人们通过它观察到实际天象,并且第一次正确解释了月食形成的原因,认为月食是由于月球进入地影而未能受到日光反照形成的。

除此之外,他还著《灵宪》这本天文学著作,为后世天文学研究奠定了一定的基础。

值得注意的是,当时东汉国土面积较大,一共有105个郡,每隔一段时间,就有些地方有震动,导致当地百姓伤亡。

据史料记载,公元121年,东汉曾发生过一次6.5级地震,那次地震就有35个郡国上报。

按照规定,如果郡国遭受地震后,当地当年的税费均可减免。这下全国上下将近有1/3的郡国税费都要免除,那朝廷怎么创收嘛。

张衡当时也对地震颇有兴趣,于是想专研一款能提前感知地震的仪器。

132年,张衡成功发明了地动仪,想以此仪器提前预知地震位置。没想到经过多次试验后,地动仪真的能提前感应到即将发生地震的方向。

尽管张衡自己已经试验多次,但朝中大臣都不相信张衡能有这本事,没想到,当时正好有几次小地震,张衡的地动仪都有探测到,从此,大伙都指望靠着张衡的地动仪就能万事大吉。

张衡当时发明的地动仪其实还不是很精细,所以预测都存在偏差,只能探测出地震大体方位,不能准确地探测出具体的位置。

在古代,凡是有些不同寻常的事,皇帝都会迷信鬼神、上天,眼看张衡有如此通天本事,便把希望寄托于张衡身上,认为张衡是能观测上天旨意的人。

其实,张衡自己也很无奈,为此还多次想要辞官归乡。

而张衡发明地动仪的事业被流传下来,当时他所制作的地动仪实物目前并没有保存下来,而他的很多著作也失传了。

对于地动仪,我们只能在《后汉书.张衡传》中略知一二:地动仪用精铜铸成,圆径八尺,顶盖突起,形如酒樽,用篆文山龟鸟兽的形象装饰,中油大柱,傍行八道,安关闭发动之机。

然而,随着历史的发展和时代的进步,原文化部文物局博物馆处处长王振铎设计出了一款“王氏地动仪”,并且成功取代了张衡地动仪在教科书的位置。

而后,也有不少专家对此表示质疑,甚至还有专家直接判定地动仪并没有任何作用,尤其是中科院院士傅承义,在一次座谈会中,直接评价地动仪:“还不如在自家房梁上吊块肉来的实际。”

这一院士的质疑直接引起了不少人对张衡地动仪的质疑,甚至还有人上纲上线怀疑记录在《后汉书.张衡传》中的张衡的其他著作。

对于现代社会而言,张衡的地动仪是否有用已经不重要了,重要的是,在古代封建社会时期,张衡的地动仪代表的不仅仅是台仪器,更是科技的产物,它的价值和意义已经远超它本身了。

你觉得呢?欢迎留言!

一、张衡的地动仪是什么原理?

优质答案1:

它的原理應該是:金(銅)是山之子,山是金之母,母子感應,取八方山之金合煉成八向之器,各山方之金各居一向,中有都柱,再設機關感應而成,其尺寸有八尺,以山雷頤卦而制,本人亦無辦法,僅猜而以。

优质答案2:

复制品不能工作,所以史料就是假的……神逻辑。

看过一些相关文章,对于都柱会被震倒是没有异议的,但是多认为p波会先到,上下一动都柱就倒了,没有定向性,所以认为其定向原理不成立。

但是以上论点没有考虑到,p波弱于s波,而s波可能是定向的要点。

纵波传播距离近,横波传播距离远,所以震源远处只有横向摇动,没有上下抖动。一个倒立的都柱,底部用充分小的球轴支撑,在没有上下振动的影响情况下,在横波作用下底部发生位移倒向震源方向不是很正常的事情?自己用啤酒瓶子加滑轮拖车就可以验证的事实。

偏偏史料上说的就是离震源很远! 随便在地图上估算了一下,陇西到洛阳,至少800公里。

顺便补充一下,地震波的频率约15赫兹,也就是说,只要都柱在1/30秒内重心移动超过地震波引起的最大位移,就一定会向震源方向倒。如果做不到,那么有可能逆向震源方向倒。因此都柱不是越高越好,因为会减慢倒地速度,这一点复制品上的都柱感觉有点高。

而为了放大地震波引起的位移,应该在坚固地基上加装高杆,越高越好,类似中国的木柱支撑二层楼。这样整体类似二阶倒立摆的结构,玩过的都知道,底下向右摆,上边向左倒,从无例外。

汶川大地震,千公里之外的北京上海的高层建筑都有震感。大可调研一下,其振动方向与震源方向是否相关。

优质答案3:

这个地动仪,没有原始图纸,留下来的文字也十分简短。当初放进教材的时候并没有想到会有质疑。实际上一旦科学普及,质疑就会来的。

现有的两个“复原”模型实际上只好叫想象模型。因为根本没有“原”的图样。都柱和悬摆都没有过滤杂散信息的功能,所以人们很难相信它们可以准确地“捕捉”到千百里外的一次地震。现在的地震仪,可以根据波形识别是地震波还是近处的塌方。那两个想象模型根本没有这个能力。

二、张衡发明的候风地动仪,为什么用蟾蜍做装饰物?

优质答案1:

谢谢邀请:蟾蜍不仅是中国古代的吉祥物之一,而且,对天气以及地质变化有着十分敏感的一种动物,正是如此,张衡选择蟾蜍做为装饰物,便于世代相传。

优质答案2:

蟾蜍,是两栖生物,常居阴凉潮湿穴中,喜静而少动,以长舌粘食害虫为生,昼伏夜出,此物听力非常,感知能力超强。地震是自然灾害,是地壳运动能量的释放。古代劳动人民,经过长期观察和经验集累,发现,有地震灾害时,都有前兆,气候异常,多种动物活动异常,在动物中,尤以蟾蜍最特别,平时很少见,在地震灾害来临前,都出洞了,爬满了田野,爬满了小巷大街,人们据此而知,将要发生地动之灾了,十有八九能应验之。古时科学不发达,民人皆都迷信,认为地动是上天的惩罚,认为蟾蜍是在地动灾害中,拯救百姓的吉祥之物,民间敬之若神明。张衡,古代的科学家,发明了侯风地动仪,铜质圆鼎状,按八卦方位,居高八条含珠金龙上应于天,居低八只张口金蟾下承于地,一有风吹草动,龙吐珠而金蟾含接之,灵动非常,能辨方向。侯风地动仪用蟾蜍作装饰物,是古代民间朴素唯物思想的真实反映,张衡聪明,中国人聪明,发明于几千年前的候风地动仪,是当时世界上最先进的地震测量仪器,为历代地震预报做出了巨大贡献,对世界地震研究事业,产生了深远的影响!

优质答案3:

明亮耀眼,金陵少年,自来作答。

以蟾蜍之备者多也,使古人取之。

一、走得比谁都快

蟾蜍之应速为甚速者,弹跳能于物界亦甚胜,可速而自危之中去。而地动为测患者也,择其物,寄于古人谓速见灾、并成自灾中脱之祝愿。

二、必多矣

蟾蜍之明大胜,其要在能敏而见动之物。此机之强观力,与地动仪测灾之能为也。

三、百战

蟾蜍在食执中之位甚异,既须防蛇如此之甲,又与昆虫之敏之获周旋,可谓于数战中磨出一身生术。科技陋之人在天地前甚脆,蟾蜍百战之情于其言,颇有风韵者。

四、自若

蟾蜍者能鸣鸣,且声尤能引人注意者。地动之设心即早觉震也,并以此消息传出。蟾蜍在召侣、有警、向异姓示爱等诸事下,接到消息,身亦当断,不闻风而似得雨。古人求地动亦能具此之情。

金陵少年评曰:古之智慧,今人汗颜矣。

三、张衡地动仪为什么失传,它失传的原因是什么?

优质答案1:

因为本来就是传说呀

优质答案2:

可能是你读过的历史书太少。随便翻开《三国志》,里头都有海量的神人,什么会测梦啊,会占卜啊会造能飞大几百公里的木头鸟啊,妙手仁医药到病除啊……那真是什么大神都有。看一个信一个的话那你一定会怀疑我们是不是我们祖先亲生的,怎么这些天赋技能一个都没继承下来。

历史课本里都有,必须要说,地动仪没有失传,是现代地震仪的前身。欧美很多地震实验室都有候风地动仪模型,作为介绍地震仪的发展。但地震仪或地动仪,都是地震后监测地面震动,并不能预报地震。

古时候交通不发达,信息传递慢,从南方跑到北方得一两个月。通常南方哪里发生了地震,京城要过很久才能得到禀告,而地动仪发明出来之后,哪个方向有地震,震完没多久,皇帝就知道了,赶紧着手准备救灾事宜。

不是预测地震!

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