张衡的地动仪,到底是否存在?(第2/4页)

最关键的是,大家一直认为,王振铎的这个“张衡地动仪”版本是不可改动的,甚至更多的人以为,张衡的地动仪,就是按照这个原理铸造的。

来自世界各地的质疑声开始响起。

事实上,从20世纪60年代起,王振铎这个版本的“张衡地动仪”,就开始不断遭受地震学界的质疑。从1969年开始,日、美、荷、奥等国地震学界发表了一系列措辞严厉的论文。

1972年,日本学者关野雄用计算否定了“直立杆原理”。1983年,荷兰的斯莱斯维克、美国人赛维也提出王氏模型不能成立,并从根本上否定了直立杆原理。

1984年,美国地震学家博尔特院士更是毫不客气地指出:“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可能实现的。”

提出质疑的,还不只外国人。

1976年,作为王振铎的老朋友,中国地震学的奠基人傅承义院士当面向王振铎指出了1951年版本地动仪的原理性错误,并说了一句让人挺尴尬的话:“房梁下吊块肉都比你那个模型强!”

但这种当面批评,还不是最尴尬的。1988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,只能手持木棍——木棍捅一下,龙口中的铜丸才会掉到下面蟾蜍的口中。

对地动仪的怀疑开始蔓延开来,甚至扩散到了对张衡,甚至对中国古代科技的怀疑。奥地利学者雷立柏在他的《张衡,科学与宗教》一书中写道:“对张衡地动仪的迷恋正是华夏科学停滞特点的典型表现。”

老祖宗留下的这个“地动仪”,真的是个没用的东西吗?

5

“张衡地动仪”的证明之路,再一次启程。

在这个过程中,一个叫冯锐的人,成为领军人物。

1966年,邢台发生地震,当时冯锐是中国科技大学的二年级研究生。他们这批学生在第一时间赶到灾区,帮助抗震救灾并印发各种宣传震时逃生的小传单。传单其中一条,是建议老百姓在房间里倒立一个酒瓶子,如果瓶子倒了,就是地震来了,马上出逃。

然后时间就到了2002年。那一天,《防灾博览》杂志的编辑武玉霞(中国地震局的高级工程师)找到冯锐,问他为什么在一篇地震科普文章中写“地震没地震,抬头看吊灯”,而他早年散发的传单却是教人们倒立酒瓶子?

当时的冯锐,已经是中国科学院的教授,但他被这个问题给问住了。

武玉霞之所以问冯锐,还有一个更深层原因——冯锐在文章中写到,张衡的地动仪是世界上最早的验震器。

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