第5章 揭开了地震科学的新纪元——公元132年张衡发明地动仪

张衡，中国东汉时期的学者、杰出的科学家、世界上最早的伟大天文学家之一。

张衡幼年时家境贫困，经常要靠亲友接济度日。艰苦的生活更激发了他发奋学习、立志成材的精神。他在可能的条件下，博览群书，无论天文、地理、文学、数学，只要是能找到的书，他都读。书使他大大开阔了眼界，萌发了他对各种知识的渴望和追求。这种读书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。由于工作比较清闲，他利用工作之便又看了不少书。其中他最受启发的是一本西汉学者扬雄写的《太玄经》。这本书里谈到许多天文和数学方面的问题，因此，使张衡对天文和数学发生了浓厚的兴趣。凑巧，公元115年，37岁的张衡，又被调任太史令，主管天文、历算，专为朝廷观测、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、历法创造了方便条件，他以毕生精力钻研这门科学，对我国、对世界的天文学发展，做出了巨大的贡献。

东汉时候，我国经常不断地发生地震。根据历史记载：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，我国几乎连年发生地震。特别是公元119年，洛阳和附近地区连续发生两次大地震，波及到35个郡，顷刻之间房倒屋塌，随着巨大的轰鸣声，地面裂开一尺来宽的大裂缝，人畜死伤无数。在那封建迷信的时代，一切天灾人祸人们都认为是触犯了上天，触犯了鬼神。况且地震又是灾中之首，爆发突然，毫无预感，几秒钟之内，山崩地裂，城市、村庄都将变为废墟。当时，一旦什么地方发生了地震，地方官都要赶快报到朝廷，由太史令把情况记录下来，稍有迟误、差错，就会被判刑。

张衡是唯物论者，又多年从事科学研究，他不信什么上天，更不信鬼神，他认为地震与刮风下雨，电闪雷鸣一样，只不过是一种比较可怕的自然现象，人们仅仅被动地记录地震的情况还不够，更重要的是要研究和掌握地震的规律，以至于能够预测或尽早了解地震发生的地区，以减轻地震带给人类的灾难和损失。

张衡下决心要在地震研究方面有所突破。他为了掌握地震的情报，得到比较完整的准确的地震记录，他经过多次试验，终于在公元132年，发明并制造出了我国也是世界上第一架测报地震的仪器——“地动仪”。

这架地震仪是用精铜铸成，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。每个龙头的嘴里都衔着一个铜球。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“哐啷”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、准确。公元138年的一天，地动仪正西方向的龙嘴突然张开，铜球准确无误地落到了蛤蟆嘴里，管理人员随即报告“西方发生地震”。但当时住在洛阳的人丝毫没有感觉到，人们开始表示怀疑。但是没过几天，便有人从陇西赶来报告，说那里发生地震。经核对，时间正是龙头吐球之时，人们这才信服了地动仪，赞叹它的灵敏，千里之外发生地震，居然能感之如此准确！说明这台地动仪的精密程度已达到相当高的水平。

张衡发明的地动仪，是世界上最早的测定地震方法的仪器，比欧洲利用水银溢流记录地震的仪器早1700多年。张衡发明的地动仪，也是人类历史上用科学方法观测地震的开始，它揭开了地震科学的新纪元。