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张衡地动仪模型被移出教科书,中科院院士房 [复制链接]

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人们一直在探索自然的奥秘,想要了解清楚自然界的运行规律,尤其是期望能够预测自然灾害的到来。地动仪应该是很多人最为印象深刻的古代科技,尤其是作为之前人教版教材之中的经典图画,一度还成为课本的封面,因此,很多人常常以为自己对地动仪颇为了解。

让很多人没有想到的是,年秋新投入使用的统编本初中历史教科书七年级上册中,关于张衡和候风地动仪的内容,竟被全部删除,那个被印在教科书上影响了几代中国人的地动仪模型,开始逐渐淡出了青少年们的影响,或许在数年之后,这个曾经经典的模型将会成为少许人的回忆。

当地动仪被移出教科书的消息被人们所了解之后,曾在网络之上引起了广泛的议论,有人赞同,也有人表示了不理解,毕竟这么久的时间里,已经成为许多人割舍不掉的情怀。对于这个模型,中科院院士傅承义曾表示:房梁上吊块肉都比这个地动仪强。为什么这位院士会有这样的发言呢?原因则是我们所见到的地动仪只是在建国之后后人的模拟复原,真实的地动仪早就消失在了历史之中,甚至于没有留下可信的照片。

教科书上的地动仪模型的由来

尽管东汉时期已经距离我们今天过去了许久,但依旧留下了不少珍贵的文化,包括东汉时期蔡伦改造的造纸术也一直是我们今天常说的四大发明之一。那么地动仪为何会在东汉时期出现呢?

原来在东汉时,地震活动比较频繁,给当时的国家和人民带来了极大的损失。在这种情况之下,张衡便想着能否发明一种仪器,来监测地震的发生,从而能够及时掌握全国地震的发生情况,也好让国家做好应灾、救灾措施。

在年时,张衡便成功发明出来了候风地动仪,在特制的形制结构上,于八个方位上各镶制一个口含珠子的龙头,然后在各个龙头之下又放着一个蟾蜍,一旦哪个方位发生地震,对应方位龙头里的珠子便会掉在蟾蜍的口中,进而便能知道哪个方位发生了地震。当然,这个地动仪本身是不具备预测功能的,只能在发生地震之后才能起到监测哪个方位有所影响。

但尽管如此,这个地动仪本身也是一件伟大的发明,在当时科技水平有限,张衡能够有如此突出的见解与能力是值得肯定的,也让我国的历史相较于西方来说记载地震发生早了许多年。

但遗憾的是,到了西晋时期,张衡所制造的地动仪便已经失传了,此后一千多年的历史之中,张衡地动仪只能是活在了史籍之中的文物。

到了近代时期,人们在史书之中发现了地动仪的存在,因此很多人都想着能不能把曾经的地动仪复原出来,再造成古代文明的辉煌,其中以王振铎先生最为代表。年时他就曾绘制了地动仪的复原图形,新中国成立后,致力于恢复古代科技文明的王振铎先生,通过不断地探索研究,成功复原了指南车、记里鼓车、候风地动仪、水运仪象台等百余种古代科技模型,可以说王振铎先生对中国古代科技的探索做出了极大的贡献,也让许多已经尘封在历史之中的经典作品又重见天日。

年时王振铎便将地动仪成功复原出来,也正式将这个古代文明展现在了人们眼前。在年的时候《人民画报》用了一整篇文章图文并茂的描述了王振铎及其复制的地动仪模型,试图更全方位的展现这个来自古代的科技,到了年的时候,地动仪还被中国特种邮票选印。

之后,地动仪便不断被赋予文化价值,成为中国与世界交流的重要媒介,甚至于还曾在联合国世界知识产权组织总部和美国从月球带回来的岩石共同展出,而中国地震总局还曾以地动仪作为标志用了40多年。

由此看来,地动仪带给中国和世界极大的影响,也让很多人看到了中华文明的魅力。随着地动仪影响力的不断扩大,也给很多人造成了一种印象,这就是历史时期的地动仪,但事实真的是这样吗?

王振铎先生复原的地动仪的漏洞

自从张衡地动仪被复制出来的消息传出之后,就面临着各种各样的质疑。首先最突出的便是因为地动仪本身内部结构的不完善性,所以其龙口中的铜丸无法随势而吐,也就是说,它可能根本无法发挥相应地监测地震的作用。甚至于这个地动仪就只是一个单纯的模型,根本无法和历史时期的地动仪有所相符,因此部分人士试图从多个方面对地动仪进行质疑。

他们否定的直接因素便是王氏所使用多个“直立杆原理”根本就没有科学性,因此王氏所复制的地动仪只能称为徒有其表的模型。至于它的地震监测功能,完全就是虚谈。关于直立杆原理,很多科学家认为它确实了最基本的科学原理,虽然其可以因为震动发生晃动或者倾倒,但是这种情况在多种环境之下都有可能发生,根本不局限于地震的发生。

年,美国地震学家博尔特院士更是不客气地指出:“中国目前最流行的地动仪模型工作原理模糊,模型简陋粗糙,机械摩擦大大降低了灵敏度,对地震的反应低于居民的敏感,其作用应予以质疑,而且利用铜丸的掉落方向来确定震中也是不确定的”。也就是说在主流地震学界,对于王振铎先生复原出来的地动仪模型,根本没有表示认可,甚至于对中国传统历史中的地动仪也进行了质疑,他们始终认为用铜丸来确定地震的行为是不合理的。

除此之外,地动仪在对外展出的过程中也曾遭遇一些列尴尬的事情。年,地动仪在日本奈良展出,中方的解说员无法证明这个仪器的灵敏性,在展示之余,他们只能用木棍将地动仪之上的铜丸敲落,使其成功展现掉落现象,但是却根本没有监测功能。

面对着各种各样的争议,国内也有一些人开始思考地动仪的合理性。但在怀疑的浪潮之下,地动仪依然是全国的风靡之外,有人不惜花巨款,打造一个巨大的地动仪模型,有些学校之中,也试图复原地动仪的模型,将其作为学校的点缀之外,但无一例外,这些复制的模型根本不具有检测的作用,甚至于还有一些模型直接将龙口中的铜丸直接焊死,完全成了装饰品。

那么,中国古代到底存不存在地动仪?

历史中的地动仪

在范晔的《后汉书》之中曾经描写过张衡的地动仪:

“阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之......后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起。”

单从外表描述来看,王振铎先生复制的地动仪有一定的相似之处,但除此之外,便很难确定新复制的地动仪是否具有相似性。

随着外界质疑的声音越来越多,王振铎先生的地动仪也逐渐开始消失在国际舞台,当然它能在教科书之中保持多年的原因,还有一个重要因素就是中国人的情怀,但这并不代表没有人试图做出新的突破。

在王振铎先生之后,也有一批人致力于复原历史时期的地动仪,其中以中国科学院的冯锐教授最为代表。

冯锐根据王振铎的论文来推算当年陇西地震的烈度。推算下来,能够触发在京师洛阳的倒立棍倾倒,地震最低烈度应为5度。但如果是这样的烈度,洛阳肯定会在地面晃动,人畜惊逃。显然这样的结果大大违反了后汉书中记录的“一龙激发,而地不觉动”。因此,他可以确定的是,王振铎先生当除选用的原理存在一些问题,也就是地动仪的基本理论出现了错误,才导致后来的模型根本无法得到别人的认同。

接着,他对地动仪的内部核心部分进行了改进,同时又按照圆径八尺,也就是1.85米的限制,将此前王振铎所选用的蟾蜍附着在了地动仪之上,而不是将龙头与蟾蜍分器而置。两者成为一体性的物品,虽然相比之下,冯锐的地动仪比王振铎先生的地动仪缺少了一定的美观性。

同时,依靠现代科技的帮助,他们还模拟出了历史时期陇西地震的波形,试图将其放在具体环境之下进行测试,而不是只是将其作为空架子。

同时在考古专家的帮助下,冯锐亲临当年汉代放置地动仪的灵台密室,在这里他进行了细致的考察,发现这里的土质疏松,放大了地震信号。至此,他深信自己掌握了地动仪的奥秘。可以展开具体的试验来验证自己的理论是否准确。

之后,他们便开始了测试的过程。他们模拟地震横波,还原地震波形,为的是不让地动仪因为开门等因素影响而发生触动,保证地动仪的科学性。在长达七天的实验中,地动仪没有出现一次失误,也就是说他们可能还原出了历史时期的地动仪。相比之下,这确实给人们带来了希望,因为能够将地动仪的功能性再次显现,确实十分不易。

结语

冯锐的新地动仪是否就是历史时期的真相,一切都无法鉴定,当然可能还会有所差异。冯锐自己也说过:“可能是目前阶段,最接近的一种复原。”可能在后人的不断探索之中,我们会有更多科技性的观点,也能对张衡地动仪做出新的探索,一切都在等待时间的证明。

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