张衡的地动仪,到底是否存在?(第3/5页)

而酒瓶子和吊灯,恰恰指向了这个问题的根本所在:按照王振铎仿制的版本,张衡地动仪的原理是“直立杆原理”,就是酒瓶子原理,而吊灯的原理,却是“悬垂摆原理”。

倒立酒瓶子,也就是“倒立杆原理”有两大弊端:一,外界一有震动,哪怕不是地震,也会倒;二,就算倒下,也无法知道地震的方位。

这恰恰和《后汉书》中记录张衡地动仪的描写是完全相悖的。

难道是张衡的地动仪确实错了?

冯锐回忆当时自己的感受:“我作为一个地震学家,一直引以为自豪的是,张衡是地震仪器的鼻祖,如果张衡的地动仪错了,我觉得会有很大的精神上的压力的。这个起码我从感情上是很难接受的。”

冯锐的感情,其实代表了很多中国人的感情。这也是一代又一代的教科书,始终没有修改的原因。

6

那么作为一个地震学家,难受一下,就过去了?

冯锐选择了重新探索“张衡地动仪”的奥秘。

首先,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”。

而要达到人没反应而“地动仪”有感应,按照王振铎的设计,那根核心部件“倒立棍”,也就是《后汉书》里记录的“都柱”,要高达2米,但直径只能是1.5毫米。

根本就不可能站得起来。

那么就只能证明一点:王振铎设计的地动仪的核心部件——“都柱”不合理。

这一点给了冯锐非常大的启发。冯锐突然意识到,外界所有对张衡地动仪的质疑,并不是张衡的那台机器错了,很有可能是王振铎的设计错了。

1953年中国发行的“张衡地动仪”邮票

随后,冯锐又读了不少史书,发现那个时候对地震的记载,经常用一个“摇”字,包括皇帝诏书上也写“地摇京师”,说明人们已经注意到了,地面是摇晃的。那么,地动仪的原理,是否并不是利用“酒瓶子倒下”的原理,而是“悬挂的吊灯晃动”原理?而后者就是现代地震学之父,英国人米尔恩创立的“悬垂摆理论”。

但问题又来了:米尔恩创立的理论,距今也就100多年,张衡在1800多年前就想到了吗?

从出现这个念头开始,作为自然科学家的冯锐,就一头扎进了完全陌生的考古学领域中,开始查证汉代的物质基础——张衡会不会在那个时代,产生“摇”的灵感?

在大量出图的汉代石刻和文物中,冯锐发现,当时已有大量悬挂物存在,而“地摇京师”时,这些悬挂物肯定都在摇。冯锐认为,那个时代的张衡也许还不能准确描述地震波的性质和惯性原理,因此在《后汉书》中,也就没有详细描述“都柱”的运动方式。但古人却巧妙地用“樽则振龙机发吐丸”这八个字,把地动仪机械联动的先后顺序写得清清楚楚。

最终,他得出的结论是:张衡当时认识到“悬垂摆”的理论,是有物质基础的,受启发是可能的。

但这依然只是一个推测,就算理解了“悬垂摆”,1800年前的张衡,做得出“地动仪”吗?或者说,你能按照1800年前的水平和原理,复制得出一个吗?

2003年,缺少科研经费的冯锐无奈停住了前进的脚步,他在当时的论文里写道:“我们现在还没有能力对张衡地动仪的悬垂摆的原理的施关发机,牙机巧制,做出更具体的复原,那么就像我们赞美断臂的维纳斯雕像一样,宁可去欣赏它的超越时代的缺憾美,而把这个古典文化的无穷魅力留给后代。我们不要给它加胳膊了。”