張衡發明，今人再造被誤解的地動儀

■文/楊東曉

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

張衡發明，今人再造被誤解的地動儀

■文/楊東曉

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國人耳熟能詳的國寶級發明張衡地動儀，是上世紀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試龍機的機械性能。

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

1934年，燕京大學研究生院歷史專業的學生王振鐸，想要復原史書中記載的張衡地動儀。他認真地研究了史書的記載，在1936年，畫出了第一套自己復原的地動儀模型圖稿。他還手繪了一套內外結構圖樣做論文的配圖。1937年，日本地震學家萩原尊禮也發布了他復原的張衡地動儀論文。不同于王振鐸，萩原尊禮提出了直立桿原理。

中日兩國在復原地動儀上的爭論還沒開始，兩國之間就爆發了戰事，于是，孰是孰非，就沒了下文。

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

1952年4月號的《人民畫報》對這尊模型的成功復原進行了報道。中央人民政府文化部社會文化事業管理局的王天木，用一整版的篇幅圖文并茂地向讀者講解了地動儀的結構和工作原理。

接下來，這尊由王振鐸復制的“張衡地動儀”就被編寫進入全國中小學教科書—不同于《人民畫報》的是，后來歷次修訂的教科書中，不再提這是后人根據文獻和自己的理解復原的概念模型，一代代教師和學生就這樣認為課本上的圖片就是當年的張衡地動儀。

對于這座再次震動了地震界的“張衡地動儀”，只能說它是我們在當前這個時代對張衡的理解。

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

那是1976年的一天，兩位老友聊天的時候談到了地動儀，傅承義說了一句，房梁下吊塊肉都比你那個模型強。在地震學家的世界里，所有懸掛物都是天然驗震器。

比這種當面批評更尷尬的是，在出國展覽時，由于沒有合理的內部結構，也沒有模仿地震的震動臺，龍口中的銅丸無法吐下來。一張1988年“張衡地動儀”訪問日本奈良時的照片，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，手持一根木棍，木棍捅一下，龍口中的銅丸才會掉到下面青蛙的口中。

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

通過翻閱文獻資料以及對波形圖的計算，“張衡地動儀科學復原”課題組證明張衡的地動儀在公元134年的確測到了隴西的地震。張衡地動儀不再是“傳說”和“神話”。

課題組組長馮銳復原的地動儀于2009年9月初小學開學不久，安裝在北京市重點學校史家小學。

此時，全國中小學教材在講到地動儀時還在延續“直立桿”理論。而馮銳已經多次與人民教育出版社溝通，最初得到的答復是需要地震局的證明文件，但當看到最新修訂的《中國大百科全書》，對于“張衡地動儀”這一詞條已經做出修正，人教社便準備在2010年有所改動。

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

美籍華裔理論物理學家、國際華人物理學會會長楊炳麟，訪華期間聽了馮銳在中科院理論物理所作的報告會后，認為從這部機器上可以看出，張衡應該是最早利用慣性原理驗震的人，這是物理發展史中的里程碑。

2010年1月24日，馮銳接到教育部長袁貴仁的電話，袁貴仁在仔細閱讀馮銳修改教科書的建議和相關資料后，原則同意修改“張衡地動儀”這一章節。2010年秋季教改出臺以后，按照教學大綱，“張衡地動儀”已不再是歷史課本中的內容。

對于這座再次震動了地震界的“張衡地動儀”，馮銳認為：“只能說它是我們在當前這個時代對張衡的理解。”他希望未來還會有人能夠超越，能夠更加接近張衡。

清華大學美術學院雕塑系王培波在對地動儀做局部修整。

聯系編輯：daiti@blogweekly.com.cn

復原2009年中國科技館新館開幕時展出的地動儀，歷時近3年復原完成。