《後漢書·張衡傳》:「衡善機巧,尤致思於天文陰陽曆算。」
張衡是我國東漢時期著名的天文學家和數學家,只要上過初中的人,都會對他發明的地動儀印象深刻。地動儀形同酒樽,一周八個方位分別有八個含著龍珠的龍頭,每個龍頭下方都有隻張著大嘴的蟾蜍,哪個方位如果發生地震,龍頭就會張嘴吐珠落到蟾蜍嘴裡,發出清脆的響聲提醒他人。
小時候學完這篇歷史課文,覺得地動儀實在太神奇了,不僅造型超前,技術原理也十分「科幻」。然而,在新版歷史教材中,已經將這段內容刪除,是什麼原因?難道我們學了錯誤的知識?
據史料記載,地動儀發明於公元132年,幾年後僅記錄了一次隴西漢陽(今甘肅天水)的地震,《後漢書》對地動儀預測地震的描寫就一段:「嘗一龍機發而地不覺動,京師學者鹹怪其無徵,後數日驛至,果地震隴西,於是皆服其妙。」短短35個字卻非常生動。
簡述如下:機器上朝著西北方向的那條龍突然吐出龍珠,張衡說有地震了,洛陽京師中人都沒有震感,皆都不信,甚至嗤笑張衡,然而數日後果然有人快馬趕來報信,隴西發生地震,大家都對張衡心服口服。
這段描寫長期以來不斷出現在教科書、電視、郵票、博物館裡,人們已經爛熟於心,然而也僅僅只有這一次記載。此後它便消失在歷史的深壑裡,再也沒有任何信息留下來,地動儀是否真的存在過還是個謎。
我們從小看到大的那個地動儀,其實是學者根據記載複製的。1934年,燕京大學歷史專業研究生王振鐸認真研讀了《後漢書》,產生了要複製地動儀的想法。
這種複製只能靠有限的史料來想像,因為張衡製造的地動儀早就已經消失,具體長什麼樣子實在無法參考。王振鐸便以「形似酒樽」為主體,用精銅打造,圓徑八尺,飾以篆文山龜鳥獸之形,再用「懸垂擺」原理製作八條龍配八隻蟾蜍。
1951年複製品製作完成,成品的地動儀和設想的不一樣,是以1:10比例的木質來復原,王振鐸也放棄了「懸垂擺」原理,而是使用倒立的「直立杆原理」製作,可以理解為哪個方位發生地震,就會觸發裡面的機關讓龍吐珠。
一經問世,複製版「張衡地動儀」便轟動了全世界,在國外展覽時,它是和美國太空人從月球帶回的巖石並列展覽的。隨後它被編入全國中小學教材,就連中國地震局也用這個複製品做了幾十年標誌。
編寫教材時,刪除了「張衡地動儀早已失傳,這是1951年的複製品」這段描述,於是,幾代人都被誤導,都以為教科書上的圖片就是真正的地動儀。
儘管複製出來的地動儀造型很是精美,但隨著人們科學素養的提升,對於它是否真的能測地震,仍有很大的疑問。其實從上世紀60年代起,美、日、荷等國的科學家都曾撰寫論文否定了「直立杆原理」。
國內學者也普遍不看好複製地動儀,地震學家馮銳表示,能感應到千裡之外的地震,儀器的靈敏度要非常高,裡面的「都柱」高度和直徑比1225:1才可能達到那個效果,然而這麼細的柱子根本沒有足夠的能量觸發巨龍吐丸。
中科院院士傅承義在一次講座中更是直言:「房梁上吊塊肉都比這個模型來得實際。」很明顯,複製出來的地動儀用嚴謹的科學來論證的話,存在根本原理上的錯誤,從教材上消失也是可以理解的了。
中國古代擁有很多傲世全球的技術,無奈在過去那個環境沒有得到充分重視,不能發展與傳承,才有了後來被西方超越的結果。現代複製出來的地動儀,並不一定是張衡發明的原版,因為很多原理已經失傳了,教材刪除地動儀,也不影響張衡對古代科技做出的重大貢獻。