张衡的地动仪,到底是否存在?

这是我难得的一篇涉及中国古代的文章,但没写军事,也没写政治,写的是一项科技发明,而且归根结底,说的还是现代的事情。

1

汉,永和三年,二月初三。

这一天,都城洛阳的那台奇怪的机器,忽然发出了一声“叮”的声响。

是那台机器上朝着西北方向的那条龙,忽然吐出了含在口里的钢珠,落在下面张口等着的铜蟾蜍嘴里。

张衡走上前去,拿起了钢珠,望向西北方,皱起了眉头。

“有地震了。”他说。

周围的人面面相觑,有人甚至嗤笑了一声。没有人有任何震感。

三天后,陇西的信使快马加鞭赶到洛阳报告:陇西地震,二郡山崩!

京城上下,无不震动。人们奔走相告:“张衡大人的那台地动仪,神了!”

王振铎复原的张衡地动仪

2

这段故事,是对《后汉书·张衡传》中一段记录的扩写。

原文只有35个字,摘录如下:“尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征,后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。”

“地动仪”这三个字,对于中国人而言,实在是太熟悉的一个名词。

长期以来,本文开头地动仪的这个形象,出现在我们的历史教科书里、电视里、邮票上、博物馆里,大家都已经耳熟能详。而这台仪器的意义,大家也都已经烂熟于胸:

公元132年,东汉的张衡发明了地动仪,这是人类历史上第一台能测量感知地震的仪器,比欧洲早了1700多年,是中华民族古代科技文明的结晶。

但是——至少我们所熟悉的那台地动仪,是假的。

3

我们从小看到大的那个地动仪,是根据《后汉书》的那段记载复制的。复制的人,叫王振铎。

1934年,燕京大学读历史专业研究生的王振铎,在认真研究了《后汉书》的相关记载之后,诞生了想复制地动仪的念头——在公元200年前后,张衡的那台地动仪就消失了(据信是毁于战火)。

两年之后,王振铎按照书中所说“形似酒樽”的记载,设计了“地动仪”的外形,但对于内部结构,王振铎却犯了难。因为,整个《后汉书》对于“地动仪”的记载,一共只有这一段:

“以精铜铸成,员径八尺,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。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振龙机发吐丸,而蟾蜍衔之。振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。”

究竟是什么原理,让地动仪能感知地震,而且还能辨明方位,从龙嘴里吐出铜珠?

王振铎选择遵从英国地震学家米尔恩1883年《地震和地球的其他运动》一书中阐述的“悬垂摆”的结构原理:从地动仪的上部垂下来一根摆,用以判明地震方向,并控制相应机关。

1949年,新中国成立,王振铎担任了文化部文物局博物馆处处长。在那个百废待兴的年代,为了树立弘扬中国古代灿烂文化,国家要求博物馆复制一批代表古代文明的器物,作为陈列和宣传之用。

王振铎自然而然想到了复制地动仪。

1951年,王振铎放弃了自己1936年想遵从的悬垂摆原理,而是用倒立的直杆原理,复制出了1∶10比例的“张衡地动仪”模型。

1952年4月,《人民画报》对这尊复制的模型进行了报道。中央人民政府文化部社会文化事业管理局的王天木,以《伟大的祖国古代科学发明地动仪》为题,用了一个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——请记住,是“直立杆原理”。