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张衡发明地动仪的故事

张衡发明地动仪的故事

古老的中国曾经创造了辉煌灿烂的东方文明,开创了许多世界之 。其中世界上 早测定地震方法的仪器便诞生在中国,那就是张衡发明的地动仪。张衡发明的地动仪,是人类历史上首次用科学方法观测地震,掀开了地震科学新的一页。而欧洲比张衡晚了1700多年,直到公元1880年才制造出类似的用水银溢流记录地震的仪器。

张衡,字平子,南阳(今河南南阳市)人。他不仅是东汉时期著名的的学者、文学家,而且是我国古代杰出的科学家,世界上 早的伟大天文学家之一。张衡从小家境贫寒,在亲友的接济下勉强度日,但是艰苦的环境激发了他发奋读书、立志成才的精神。从小他喜欢读书,涉及天文、地理、文学、数学等方面,嗜好读书的习惯一直伴随了张衡一生。

34岁那年,张衡被推荐到洛阳,做了朝廷的郎中。由于工作清闲,张衡利用业余时间博览群书。其中他 受启发的是一本西汉学者扬雄写的《太玄经》。书中谈到许多天文和数学方面的问题,这些疑问使得张衡对天文和数学发生了浓厚的兴趣。

公元115年,汉安帝刘祜听说张衡学识渊博,便把37岁的张衡调任太史令,专门主管天文、历算,为朝廷观测、记录天文,选择“黄道吉日”,记载全国各地发生的某些自然现象,其中很重要的是各地发生的自然灾害。这项工作为张衡钻研天文、历法提供了方便条件,使得他能够以毕生精力投身于天文学的研究,从而做出了卓越的贡献。

东汉时候,我国地震频发。据史记载,从汉和帝永元八年(公元96年)到汉安帝延光四年(公元125年)的30年中,我国差不多每年都要发生地震。当时人们深信封建迷信,认为一切天灾人祸都是人们触犯神灵受到惩罚的结果。而张衡是唯物论者,他根本不相信鬼神,他认为地震与刮风下雨、雷声电闪一样,都是自然界的正常现象。

对于人们来讲,关键是及时研究和掌握地震的规律,事先预测或尽早了解地震发生的地区,从而减轻地震带给人类的灾难和损失。因此张衡决心要在地震研究方面有所突破。他通过无数次的试验, 终得到了比较完整的准确的地震记录。公元132年,他发明并制造出了“地动仪”,成为了我国乃至世界上 一架测报地震的仪器。

这架地震仪由精铜铸成,直径8尺,形状像个大酒坛,坛顶上有个突出的盖子,可以打开,坛下部雕刻着山龟鸟兽的花纹。坛内部有一个中枢机械“都柱”——一根上粗下细的柱子。柱子紧挨着8道机关,和8道机关相连接的是仪器外围镶着的8条头朝下的龙,8条龙的龙头分别对准东、东北、北、西北、西、西南、南、东南8个方向。

每个龙头的嘴里各衔着一个铜球。对准龙嘴蹲着8个铜蛤蟆、昂着头,张着嘴,像期待着什么。如果什么地方发生了地震,仪器中间的立柱就倒向震区所在的方向,随即触动那个方向的机关,连接在那个机关上的龙头就张开嘴巴,吐出铜球,铜球即掉进蛤蟆的嘴里,并发出“噹啷”的响声,给管理人员报信,告知震源的方向。

张衡研制的这台地动仪相当灵敏,能够准确地预测地震的发生。公元138年的一天,地动仪西北方向的龙嘴突然张开,铜球准确无误地落到了蛤蟆嘴里。管理人员马上发出报告,西北方向会发生地震。然而当时洛阳城的人并没有任何感觉,对地动仪的报告半信半疑。果然没过几天,陇西方向有人报告说那里发生地震。经过精确核对,时间恰好是龙嘴吐球之时。从此以后人们便对地震仪深信不疑。

我国东汉时期,地震频繁,给人们带来极大的痛苦,由于当时对地震现象还不能做出科学地解释,以为是神的意志,造成了人们的恐惧。张衡冲破神学迷信思想的束缚,制造出地动仪,通过实际检测,宣扬了他的科学观念,具有进步意义,显示出我国古代科学家非凡的创造力。