书城文学中外科学家故事精讲
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第3章 张衡的故事

公元94年,在通往汉朝故都——长安的路上,走着一个十七岁的英俊青年,他就是东汉伟大的科学家、世界第一架地震仪的创造者——张衡。

为了探索科学真理、丰富知识,他正不畏艰苦,长途跋涉,到处访师求学。

公元119年2月的一天,京师洛阳突然高温酷热,雷雨大作,不大一会儿,上空出现了一道道灼亮的闪光,随之而来的是隆隆的响声,接着大地摇晃,天旋地转,山崩地裂,有的地方洪水奔涌,有的地方房倒屋塌,压死了无数来不及逃生的老百姓。这是当时发生的一次大地震,京师洛阳和其他四十二个郡国地区,都不同程度地遭受了地震的袭击和灾害。这年冬天,又发生了第二次大地震,这次地震范围更大,影响到八个郡国的地区。东汉时候,中国发生地震次数比较多,从公元92年以后,我国当时几乎连年发生地震。当时老百姓对地震现象缺少科学知识,非常害怕,社会上各种迷信传说到处都是。张衡亲身经历过好多次地震,亲眼看到地震给人民带来的灾难和痛苦,下定决心研究地震。他认为地震是可以预测、可以认识的自然现象。他苦心琢磨,认真研究,发誓要制造出一种能够用来观测地震的仪器,预防地震,以解除人民的痛苦。

那时张衡在洛阳工作,对地震有亲身感受和体验,手头积累了不少资料。另外他还做了专管天象学、历数学和传习学问的太史令。这都为他研究发明地动仪提供了有利的条件。每次地震发生后,上报的材料都有他记录,他从实践中学习提高,还不断地翻阅前人留下的资料,他破除迷信,一连钻研了六年。五十五岁时,他终于成功研制了世界上第一台观测地震的仪器。这个仪器叫地动仪。地动仪是用青铜铸成的,圆柱有八尺,形状像个酒坛子,表面装饰有各样篆文、山、龟、鸟、兽等纹饰。顶上有突起的盖子,周围铸有八个龙头,按照东、西、南、北、东北、东南、西北、西南等八个方向排列着。每一个龙嘴里都衔着一粒小铜球,地上对准龙嘴;蹲着八个铜蛤蟆,昂着头,张着大嘴巴。仪器内部中间没有都柱(即中枢机械),柱的外边通着八条道,每条道上都有发动机关。哪个方向发生了地震,传来了地震的震波,哪个方向的龙嘴就会张开吐出铜球,“当啷”一声落在铜蛤蟆的嘴里,看守的人听到声响,跑去一看,就立刻知道地震发生的方向和发生的日期。

张衡亲自观察天象,摸索日月星辰运行的规律,用了七八年苦功,又成功制造了世界上第一架自动的天文仪器——浑天仪。

那时候,不仅经常发生大地震,还经常发生大风灾。有一次,狂风大作,昏天黑地,飞沙走石,大风拔起三万多棵树,人民生命财产遭到很大的破坏。张衡看在眼里,疼在心里,针对风灾,在发明地动仪的同时,他感到需要观测气象,创造一种风向计,防止风暴袭击,起到科学预报的作用。他在五丈高的竿子上,立起一只衔花的铜鸟,随风而转,可以看出风向,这就是候风仪,一般和地动仪混称为候风地动仪,又叫相风铜鸟。

张衡的发明创造并不是一帆风顺的,封建官僚们为了愚弄老百姓,大肆宣扬迷信,攻击张衡的地动仪算不了什么发明。公元138年3月1日,张衡正在喝酒,地动仪上头朝西那条龙嘴里的铜球,突然“当啷”一声,落了下来,但洛阳城里却十分平静,没有地震的感觉,连酒杯里的酒都丝毫没动。那些反对者认为时机已到,就造谣说候风地动仪根本就不准!可是,张衡却坚定地说:“咱们等事实说话吧!”过了几天,有人骑马送信,果然从千里以外的陇西,带来了甘肃兰州、临洮地区发生地震的消息,正是候风地动仪指示的方向。在铁的事实面前,反对者哑口无言了。

一千八百多年以前,张衡的地动仪,就能测出千里以外的地震,这是多么了不起的成就呀!