张衡的地动仪是什么？
地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作。在张衡所处的东汉时代，地震比较频繁。据《后汉书．五行志》记载，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区有时大到几十个郡，引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌，造成了巨大的损失。张衡对地震有不少亲身体验。为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年（公元132年）发明了地动仪——世界上第一架地震仪。据《后汉书．张衡传》记载，地动仪“以精铜铸成，圆径八尺”，“形似酒樽”，上有隆起的圆盖，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部中央立着一根铜质“都柱”，柱旁有八条通道，成为“八道”。道中安有“牙机”。仪体外部周围铸有八条龙，头朝下，尾朝上，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部通道中的发动机关相连，每个龙头嘴里都衔有一个铜球。对着龙头，八个蟾蜍蹲在地上，个个昂头张嘴，准备承接铜球。当某个地方发生地震时，地动仪内部的“都柱”就发生倾斜，触动牙机，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，落到铜蟾蜍的嘴里，发生很大的声响。于是人们就可以知道地震发生的方向...地动仪
张衡的地动仪在哪里
地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作,在张衡所处的东汉时代,地震比较频繁.据《后汉书·五行志》记载,自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间,共发生了二十六次大的地震,地震区有时大到几十个郡,引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌,造成了巨大的损失,张衡对地震有不少亲身体验,为了掌握全国地震动态,他经过长年研究,终于在阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪这也是世界上第一架地动仪.
中国历史博物馆陈列的张衡地震仪模型,就是根据王振铎的设计复原的.但是,也有学者提出不同意见.中国科学技术大学李志超就曾对倒立摆结构提出过异议,他以全新的视角,提出了自己对候风地动仪的理解（参见李志超,《天人古义》,河南教育出版社,1995年版）. 李志超认为,从文献角度来看,汉代字书《释名》解释“柱”,说“柱,住也”,表明柱字原义是建筑中不动的支撑件.由此,倒立摆结构不得称“柱”,只合称锥.“都”是集总之义,说明不是孤柱,应该还附带八套机关,而立锥却只能是光杆.这样,仅由“都柱”这一名称来看,倒立摆之说也不能成立. 李志超进一步指出,倒立锥的设计使原文所述其他一切部件皆成画蛇添足.尤其是庞大的铜尊,毫无道理可言.再者,从物理评价角度来看,任何测量仪器的性能一般都可用两个互相矛盾的指标表征：灵敏度和稳定度.倒立锥的设计正好突出了精密计量技术这一主要矛盾.例如,为提高地动仪的灵敏度,就要把倒立锥的锥底做得很小,使之形成一个锥尖,但很小的锥尖承受巨大的重力压强,在不可避免的微小震动作用中必将逐渐形成不可逆的变形,其趋向是锥尖下面的支承面形成坑窝,锥尖变得圆滑.这一过程不可逆,而且是加速的.这样,倒立锥最终要倒下来,不管有无地震.如果为提高稳定度,将锥尖做成宽到实际不变形,那它的灵敏度必然很低,感知量比人所能察觉的还要大,地动仪也就失去了它的存在价值.
谜团
地动仪原理
1700多年前,地动仪神秘消失,它的模样和工作原理成为千古谜团. 2004年8月,河南博物院与中国地震台网中心组成课题组,联合研究张衡地动仪新的复原模型. 目前,这项课题取得重大进展,课题组用“悬垂摆原理”取代了传统的“直立杆原理”. 2005年4月16日,这一科研成果得到了来自中国科学院、国家博物馆、中国地震局等单位的地震学和考古学专家的肯定.专家们认为：这台复原地动仪首次把概念模型还原成了科学仪器,使之真正有了验震功能.
验收
地动仪复原模型把概念模型复原成了科学仪器 4月16日上午,河南博物院《天地经纬》专题陈列厅,由地震学、考古学、机械工程学等相关学科的专家组成的验收委员会,开始对用挑剔的眼光注视着地动仪复原模型（1/3小样）. 当日下午,验收组的7位专家经过激烈讨论,最终认为：新模型首次把概念模型复原成了具有验震功能的科学仪器,迈出了复原研究的历史性一步.这个验收意见意味着,新复原的地动仪通过了阶段性成果验收,后续工作只需对某些技术细节做进一步优化,对外观做出最终确定. 河南博物院副院长田凯对此感触颇深：“我们不仅在复原一件仪器,也在找寻1000多年前那位伟大科学家‘求实疾虚’的科学精神……”
心愿
一定要让地动仪模型“动”起来 1998年,河南博物院新馆建设过程中,田凯负责主持《河南古代文化之光》陈列.布置汉代展厅需要展示张衡的地动仪,当时最权威的模型陈列在原中国历史博物馆里,它是王振铎先生于1951年设计的,这台卵状体上含有8条飞龙的模型,已成为地动仪的“标准形象”. 河南博物院请苏州天文仪器研究所按王振铎的模型重新复制了一个木制模型,并提出“能否让地动仪动起来”,得到的回答是：不可能,即使是中国历史博物馆里陈列的那台也不能检测地震.但对方可以在模型下面人为地安上一个装置,让它动起来. “我们展出的是科学仪器不是玩具,这样做是对观众的欺骗.所以当时只能造一个不能动的模型,但这个情结在我心里一直存留了好多年.”田凯说. 6年后,了解到国家地震局和国家博物馆的研究人员正在做复原工作.2004年8月,河南博物院与中国地震台网中心签订了合作协议,组成了课题小组,共同复原张衡地动仪.
解谜
“候风地动仪”
找到“垂悬摆原理” 该课题的负责人是中国地震台网中心冯锐研究员.冯先生表示,1700多年前的地动仪究竟如何工作是首先须破译的谜团,深入研究证实,地动仪应该是“悬垂摆原理”而不是王振铎模型的“直立杆原理”. 几十年来,国内外地震学界对王振铎模型的否定意见一直没有停.更有近现代西方学者认为张衡地动仪之所以失传,是因为它没有达到科学的要求,它不是个科学的东西.冯锐说：“看到这些严厉的批评以后,我们才感到问题的严重性.” 历时1年多,课题组最终确认了地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”,而不是“直立杆原理”.
评价
这是一次重大跨越 地动仪的历史资料,最著名的是《后汉书·张衡传》中的记载,虽然只有196个字.早期的复原工作都是据此开展的.冯锐的课题组把资料的考证和利用扩大到《续汉书》、《后汉纪》等古代文献,但相关文献的总字数也不过231个.这些资料,使他们复原的史料根据更加充分. 在研制过程中,冯锐还采用了一些新技术、新方法,即利用洛阳地震台接收到的现代陇西地震记录,算出模拟的陇西历史地震的波动效应,然后把数据输入计算机,再控制特殊的振动台完成洛阳地面震动过程的复现,用这种运动信号对振动台上的复原模型进行检验和改进. 验收组的专家们认为：新模型对4次实际地震事件已经实现了良好的验震反应,迈出了从概念模型到科学仪器的关键性一步,研究工作突破了古代科学仪器复原的传统模式,是一次重大的跨越. 验收会结束后,中科院地质与地球物理所的滕吉文院士说：“地动仪是中华文明留给人类的宝贵文化遗产,各国科学家都在尝试复原,如果我们不把这件事做好,那就是罪过.从原理上和制作过程上讲,这台复原模型符合史料记载,符合张衡的基本思想……这台地动仪复原模型代表了现代人的认识,它在现阶段是最好的.”
原来的以不见
张衡发明的地动仪，具体是怎么发明出来的？
“这样一个发展完善的人物，在世界历史上是罕见的，有着千百年的牺牲与敬仰”，这是郭沫若对张衡的评价;他的朋友、当代学者崔元曾说过:“他是一个技艺高超、艺术高超的人。”艺术数穷天地，造似自然”。今天，我们又知道了，这个东汉神地震科学的创始人张衡发明了地震仪，多得超乎你的想象说到张衡，就不能不提侯峰地震仪了。东汉时期(公元前206年-公元220年)，地震频繁。张衡发明了世界上第一台地动仪，确定了地震的位置，大大提高了法院救灾的效率。一旦地震仪接收到地震的冲击，地震仪中心的铜杆就会朝地震的方向倒转。同时，它推动连接到地震仪的水平杆。横杆推动龙嘴张开，龙嘴的小铜球落入下方蟾蜍的口中，从而准确地监测地震的方向。这比欧洲人制造的“第一台”地震仪早了1700多年。张衡发明的地震仪不仅记载在史书中，而且被收录在教科书中。在中国几乎每个人都熟悉它，但如果你认为他只是一个发明家，这可能有点片面。张衡也是天文学家，著有《灵宪》，这是中国天文学的第一部重要著作。在书中,张衡全面阐述了天堂的形成和结构,宇宙的起源和演化,本质的太阳、月亮和星星,并正确地解释第一次月食的原因,大大提高水平的中国古代天文学和使它成为世界的领导者。张衡还在西汉耿寿昌发明的“浑天仪”的基础上，又造出了一种更精确、更全面的“浑天仪”。《晋代天文志》中有张衡对浑天仪的详细记载。据记载，张衡所造浑天仪的主体是一个大铜球，与现代的星盘相似。它有北极和南极，黄道，赤道，24个节气，28颗星星和太阳和月亮。在球相当于南极和北极的地方，有一个可以旋转的轴。球面外还有两个环。穿过南北两极的一种叫做子午线，另一种叫做地平线。当它从西向东旋转时，雕刻在它上面的星星升上地平线，又在旋转时落下，就像星星在天空中从东方升起，从西方落下一样。
张衡发明地动仪，具体是什么过程？
说起地动仪，想必大家第一时间想到的就是张衡这个名字，但是大部分人对于张衡发明地动仪这个过程，都不是很了解，其实张衡的发明过程，也跟科学家们的研究是一样艰难的。当时张衡是经历了太多的地震，所以决心要发明一样东西来提前直到地震，这样才有助于人们躲避灾难，后来张衡慢慢利用惯性的原理，经过了几年的反复测验，才终于发明出了地动仪。首先，张衡是我国古代的封建王朝东汉时期的科学家，也是我国古代最伟大的科学家之一。根据史料记载，我国曾经在东汉时期发生过很多次地震，尤其是在公元92年到公元125年这三十二年里，我国发生了大大小小的地震共计二十六次，所以当时发生地震的频率差不多是一年就有一次，而且每一次地震都会导致无数百姓流离失所，这也刺激了 张衡开始研究地动仪。其次，张衡当时就是想要提前知道地震的来临，经过研究后，张衡发现动物们似乎可以提前感知灾难的来临，尤其是住在地下的蛇、蚂蚁等，总是能够提前感知到地震，所以张衡也确定了地震是可以提前预测到的，于是便开始着手设计。由于人本身的反应是比较迟钝的，所以地震刚开始的微小振动，人很难察觉到，所以地动仪最重要的就是灵敏，这也是张衡设计地动仪的核心观念。最后，经过张衡的多年研究，地动仪终于成功发明出来了，而且还成功检测到一次地震事件，在当时直接引起了轰动。后来，地动仪在洛阳出现了反应，但是洛阳当时并没有出现地震，所以大家都开始质疑地动仪的能力，结果过了几天，洛阳果然发生了地震。
张衡的地动仪是什么样的呢？
地动仪
地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作。在张衡所处的东汉时代，地震比较频繁。据《后汉书．五行志》记载，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区有时大到几十个郡，引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌，造成了巨大的损失。张衡对地震有不少亲身体验。为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年（公元132年）发明了地动仪——世界上第一架地震仪。
据《后汉书．张衡传》记载，地动仪“以精铜铸成，圆径八尺”，“形似酒樽”，上有隆起的圆盖，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部中央立着一根铜质“都柱”，柱旁有八条通道，成为“八道”。道中安有“牙机”。仪体外部周围铸有八条龙，头朝下，尾朝上，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部通道中的发动机关相连，每个龙头嘴里都衔有一个铜球。对着龙头，八个蟾蜍蹲在地上，个个昂头张嘴，准备承接铜球。当某个地方发生地震时，地动仪内部的“都柱”就发生倾斜，触动牙机，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，落到铜蟾蜍的嘴里，发生很大的声响。于是人们就可以知道地震发生的方向。
汉顺帝永和三年（公元138年）二月初三日，地动仪的一个龙机突然发动，吐出了铜球。当时在京城的人们却丝毫没有感觉到地震的迹象，于是有人开始议论纷纷，责怪地动仪不灵验。没过几天，陇西（今甘肃省东南部）有人飞马来报，证实那里前几天确实发生了地震，于是人们开始对张衡的高超技术极为信服。陇西距洛阳有一千多里，地动仪标示无误，说明它的测震灵敏度是比较高的。
据学者们考证，张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理，“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。同时张衡对地震波的传播和方向性也一定有所了解，这些成就在当时来说是十分了不起的，而欧洲直到1880年，才制成与此类似的仪器，比起张衡的发明足足晚了一千七百多年
