我国将复原张衡地动仪 打破仅能看的纯概念神话

http://www.sina.com.cn 2004年04月11日16:55 北京晚报
  本报讯 失传近2000年的张衡地动仪,有望在国内地震学家和考古学家的联合攻关下重新展示在世人面前。记者从国家地震局信息中心了解到,多年以来被国际学术界广为关注的张衡地动仪的复原工作目前已经启动。

  张衡地动仪争论一直未休

  张衡在公元132年创制的候风地动仪是世界上第一台测震仪器,它同中国四大发明之一的司南———指南针,分别是人类在地震学和地磁学的首创仪器,在人类科学发展史中拥有举足轻重的地位。然而,由于张衡地动仪后来失传,关于地动仪的原始资料仅有《后汉书·张衡传》里196字的记载,学术界对地动仪在外形、原理和科学评价等方面的争论一直没有停息,近现代西方更有学者认为中国人将张衡地动仪视为“国宝”,可能更多的象征着一个民族的向往而非现实。

  原理和外形存在明显的失误与偏谬

  国家博物馆副研究员、张衡地动仪复原课题组负责人之一的李强介绍,按照《后汉书》中“施关发机”和“牙机巧制”的文字记载,近代以来国内外学者对张衡地动仪展开了复原的尝试。其中原中国历史博物馆自1951年起展出了一台地动仪模型,是国内著名地震学家王振铎先生依照日本人原尊礼1937年确立的直立杆原理复原的,这一模型曾印在中国邮票上,成为中国地震学界、甚至许多行政部门的标志,并被广为向国外介绍。但50多年来,随着出土文物的丰富、地震台站的建立、地震学家对地动仪在理论、试验研究的深入,目前地震学界普遍认为:作为地震专用仪器来说,直立杆原理是不能作为验震器来用的,且这个重量与结构均呈倒三角状分布的模型会在地震时整体性倾翻,原理和外形都存在明显的失误与偏谬。事实上,原中国历史博物馆的模型原件也确实是从不能工作的。对此,原中国历史博物馆一直试图对模型做改进,但受到地震专业知识和经费的限制,迟迟未能起步。

  打破仅能观看的纯概念神话

  李强介绍,近年来,中国地震局经过立项研究,做了一系列的理论计算、稳定性对比、历史地震研究、文字考证和对陇西地震图的详细分析,确认了地动仪的直立杆原理必须放弃,工作原理应为悬垂摆。工作原理的改变,使地动仪模型的外形改变成为必然,因外形复原从来都是由原理决定的。比如“盒盖隆起,形似酒尊”是对地动仪的外形描述,但汉代的酒尊存在三种十分不同的基本形制,酒尊制式的选取就只能由原理来决定,才会使复原的外形更贴近史书记载,并符合仪器要求。

  据悉,张衡地动仪的复原涉及原理复原、模型试验和模型制造三个步骤,目前第一步的工作已经由中国地震局完成,由我国地震学家和考古学家联合组成的课题组将集中在第二项即对新模型的框架结构进行地震动力学试验,即在模拟《后汉书》所述的地面烈度与地动仪响应的条件下,研究地动仪模型在直立杆与悬垂摆时的力学反应,输入真实的陇西地震的地面运动,利用我国最现代化的振动台,取得一系列有关地动仪的结构、频谱响应和结构尺寸的参数。这样,新模型的修改便有了扎实、牢靠的科学基础,将不再是一个仅能观看的纯概念的模型,而是具有验震器基本功能的复原件,整个课题计划在2006年完成。(记者丁肇文)