錯(cuò)誤的原理



懸垂擺原理

        考古發(fā)現(xiàn)漢代已有吊燈，張衡地動(dòng)儀的靈感就來自這里

    在各國(guó)的地動(dòng)儀模型中，一種與直立棍不同的思路引起了馮銳的注意。 “地震沒地震，抬頭看吊燈”，就是因?yàn)楦吒邞掖沟牡鯚魧?duì)地面的水平運(yùn)動(dòng)非常敏感，會(huì)因?yàn)閼T性不停搖擺。19世紀(jì)，現(xiàn)代地震學(xué)鼻祖米爾恩把“中有都柱”譯成“中間有一根柱子，這根柱子是懸掛起來的”。

    但1800年前的東漢，張衡怎么可能會(huì)想到利用懸垂擺的原理來發(fā)明地動(dòng)儀呢？考古發(fā)現(xiàn)漢代就已經(jīng)有吊燈。作為測(cè)震儀器，懸掛物有四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，地震時(shí)才動(dòng)；第二，十分靈敏；第三，頻繁晃動(dòng)，很容易被人發(fā)現(xiàn)；第四，《后漢書》中記載，“地動(dòng)搖尊”，然后“尊則震，龍機(jī)發(fā)，吐丸，蟾蜍張口銜之”，說明懸掛物觀測(cè)的是水平運(yùn)動(dòng)。
　　
    巧設(shè)“機(jī)”“關(guān)”
　　
    “機(jī)”“關(guān)”各指一物，后者就是古代的門閂
　　
    復(fù)原最關(guān)鍵的是設(shè)計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中最重要的就是都柱，史書記載，都柱感受到地震波后發(fā)生共振，引發(fā)地震方向的龍頭吐丸，其余7個(gè)龍頭不動(dòng)。地動(dòng)儀是怎樣做到的呢？
　　
    史料中只有“施關(guān)發(fā)機(jī)”4個(gè)字，根據(jù)這句話，馮銳在都柱下設(shè)計(jì)了8個(gè)方向的凸起，直接觸擊龍頭吐丸，可是動(dòng)量太小，無法讓都柱擺動(dòng)。就算都柱能動(dòng)，8個(gè)觸點(diǎn)相隔45度，都柱運(yùn)動(dòng)的慣性也無法做到“一龍發(fā)機(jī)七首不動(dòng)”。
　　
    馮銳重讀古書，幾個(gè)關(guān)鍵字引起了他的注意，“施關(guān)發(fā)機(jī)，機(jī)關(guān)巧制，皆隱在尊中”。“機(jī)關(guān)”究竟是什么意思？馮銳發(fā)現(xiàn)“施”為動(dòng)詞，“關(guān)”是名詞，“發(fā)”是動(dòng)詞，“機(jī)”又是名詞，也就是說，“機(jī)”和“關(guān)”是兩個(gè)物體。
　　
    “機(jī)”很容易理解，“關(guān)”究竟是什么東西，馮銳做了大量的研究工作，最終了解“關(guān)”就是古代的門閂。古人為解決物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量不足，常常采用小的觸發(fā)機(jī)構(gòu)來放大動(dòng)量，這個(gè)觸發(fā)機(jī)構(gòu)就叫做關(guān)。
　　
    原來，地動(dòng)儀能夠準(zhǔn)確驗(yàn)震的最大秘密就在于這個(gè)靈敏的觸發(fā)機(jī)構(gòu)“關(guān)”，它處在都柱下方一個(gè)極小的錐形小臺(tái)上，地震方向微弱的地震波傳來，都柱和樽體發(fā)生相對(duì)位移，小球便會(huì)脫離都柱，滾落道中。道的盡頭，正是連接龍頭的杠桿結(jié)構(gòu)“機(jī)”，小球觸碰到機(jī)，龍口吐丸。
　　
    重現(xiàn)人間
　　
    史料證實(shí)，公元134年隴西地震讓地動(dòng)儀聲名遠(yuǎn)揚(yáng)
　　
    馮銳據(jù)《后漢書》推斷，發(fā)生在公元134年的隴西地震，震中位于現(xiàn)在甘肅天水附近，距離京師洛陽600公里，洛陽地震烈度為3度到4度……在如此精確的數(shù)據(jù)下，復(fù)原后的地動(dòng)儀在地震波的方向上吐丸正確，復(fù)原工作獲得了成功。此后，研究人員又多次在真實(shí)的地震中檢驗(yàn)了復(fù)原后的地動(dòng)儀并取得成功。
　　
    馮銳向世人證明了這個(gè)世界上最早的驗(yàn)震器絕非神話，它真的存在過、工作過。毫不夸張地說，張衡地動(dòng)儀正是現(xiàn)代地震學(xué)得以發(fā)展的基礎(chǔ)，重新復(fù)原地動(dòng)儀，不僅回答了國(guó)內(nèi)外的質(zhì)疑，也重新連接起這些失落的環(huán)節(jié)，讓張衡和他的地動(dòng)儀獲得新的生命。（央視十套《百科探秘》）
　　
    地動(dòng)儀失傳1800年之謎
　　
    令人費(fèi)解的是，地動(dòng)儀像流星一樣，只留下了短暫的光輝后便悄無聲息了。
　　
    馮銳解釋，公元132年張衡發(fā)明地動(dòng)儀后，接連發(fā)生了幾次地震，舉朝震驚。公元134年的隴西地震，是張衡生平的輝煌頂峰，也是他悲劇的開始。當(dāng)自然現(xiàn)象和政權(quán)斗爭(zhēng)結(jié)合在一起，就算是天才的張衡也無法解釋，頻頻發(fā)生地震究竟是誰的錯(cuò)。
　　
    在張衡那個(gè)年代，地震被認(rèn)為是因?yàn)橛萌瞬划?dāng)上天的懲戒。每次地震后，都會(huì)有高官被撤職。《后漢書》詳細(xì)記錄了公元134年地震后，朝廷高官被罷免的事件，這與記載中地動(dòng)儀起作用的時(shí)間也最為接近。
　　
    馮銳發(fā)現(xiàn)，也恰恰是在這次地震之后，張衡為官的道路走向了沒落。
　　
    根據(jù)現(xiàn)有史料，公元132年地動(dòng)儀問世，在公元133年和公元134年成功測(cè)震之后，便退出了歷史舞臺(tái)，沒有人希望看到地動(dòng)儀再測(cè)出地震，這個(gè)科學(xué)儀器已經(jīng)成為那個(gè)時(shí)代的不祥之物。
　　
    公元139年，張衡郁郁而終。東漢末年到西晉時(shí)期，戰(zhàn)火連綿，公元190年，董卓一把大火燒毀了洛陽，張衡地動(dòng)儀也因此失傳。【原標(biāo)題：張衡地動(dòng)儀還原 破譯196字古書】