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張衡發(fā)明的地動(dòng)儀
蔡倫在研究如何改進(jìn)造紙法時(shí),有一位二十多歲的青年科學(xué)家在進(jìn)行另外一項(xiàng)有重大意義的科學(xué)研究工作,他想要探索天體運(yùn)行和地震的規(guī)律,這位科學(xué)家就是張衡。張衡字平子,南陽(yáng)(今河南南陽(yáng)市)人。東漢時(shí)候的學(xué)者、文學(xué)家、我國(guó)古代杰出的科學(xué)家,世界上最早的偉大天文學(xué)家之一。
張衡幼年時(shí)家境貧困,經(jīng)常要靠親友接濟(jì)度日。艱苦的生活更激發(fā)了他發(fā)奮學(xué)習(xí)、立志成才的精神。他在可能的條件下,博覽群書,無(wú)論天文、地理、文學(xué)、數(shù)學(xué),只要是能找到的書,他都讀。這種讀書習(xí)慣一直伴隨了張衡一生。
34歲那年,張衡被推薦到洛陽(yáng),做了朝廷的郎中。由于工作比較清閑,他利用工作之便又看了不少書。其中他最受啟發(fā)的是一本西漢學(xué)者揚(yáng)雄寫的《太玄經(jīng)》。這本書里談到許多天文和數(shù)學(xué)方面的問(wèn)題。因此,張衡對(duì)天文和數(shù)學(xué)發(fā)生了濃厚的興趣。事情湊巧,公元115年時(shí),漢安帝劉祜聽(tīng)說(shuō)張衡學(xué)識(shí)淵博,把37歲的張衡調(diào)任太史令,主管天文、歷算,專為朝廷觀測(cè)、記錄天文,選擇“黃道吉日”,記載全國(guó)各地發(fā)生的某些自然現(xiàn)象,其中很重要的是各地發(fā)生的自然災(zāi)害。這項(xiàng)工作為張衡鉆研天文、歷法創(chuàng)造了方便條件,他以畢生精力鉆研這門科學(xué),對(duì)我國(guó)、對(duì)世界的天文學(xué)發(fā)展,做出了巨大的貢獻(xiàn)。
東漢時(shí)候,我國(guó)經(jīng)常不斷地發(fā)生地震。根據(jù)歷史記載:從漢和帝永元八年(公元96年)到漢安帝延光四年(公元125年)的30年中,我國(guó)幾乎連年發(fā)生地震。在那個(gè)封建迷信的時(shí)代,一切天災(zāi)人禍人們都認(rèn)為是觸犯了上天,觸犯了鬼神。張衡是唯物論者,他不信什么上天,更不信鬼神,他認(rèn)為地震與刮風(fēng)下雨、雷聲電閃一樣,只不過(guò)是一種比較可怕的自然現(xiàn)象,人們重要的是研究和掌握地震的規(guī)律,以至能夠預(yù)測(cè)或盡早了解地震發(fā)生的地區(qū),以減輕地震帶給人類的災(zāi)難和損失。
張衡下決心要在地震研究方面有所突破。他為了掌握地震的情報(bào),得到比較完整的準(zhǔn)確的地震記錄,經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),終于在公元132年,發(fā)明并制造出了我國(guó)也是世界上第一架測(cè)報(bào)地震的儀器——“地動(dòng)儀”。
這架地震儀是用精銅鑄成,直徑8尺,形狀像個(gè)大酒壇,壇頂上有個(gè)突出的蓋子,可以打開,壇下部雕刻著山龜鳥獸的花紋。壇內(nèi)部有一個(gè)中樞機(jī)械“都柱”——一根上粗下細(xì)的柱子。柱子緊挨著8道機(jī)關(guān),和8道機(jī)關(guān)相連接的是儀器外圍鑲著的8條頭朝下的龍,8條龍的龍頭分別對(duì)準(zhǔn)東、東北、北、西北、西、西南、南、東南8個(gè)方向。每個(gè)龍頭的嘴里都銜著一個(gè)銅球。對(duì)準(zhǔn)龍嘴蹲著8個(gè)銅蛤蟆、昂著頭,張著嘴,像期待著什么。如果什么地方發(fā)生了地震,儀器中間的立柱就倒向震區(qū)所在的方向,隨即觸動(dòng)那個(gè)方向的機(jī)關(guān),連接在那個(gè)機(jī)關(guān)上的龍頭就張開嘴巴,吐出銅球,銅球即掉進(jìn)蛤蟆的嘴里,并發(fā)出“噹啷”的響聲,給管理人員報(bào)信,告知震源的方向。
張衡研制的這臺(tái)地動(dòng)儀,相當(dāng)靈敏、準(zhǔn)確。公元138年的一天,地動(dòng)儀西北方向的龍嘴突然張開,銅球準(zhǔn)確無(wú)誤地落到了蛤蟆嘴里,管理人員隨即報(bào)告“西北發(fā)生地震”。但當(dāng)時(shí)住在洛陽(yáng)的人絲毫沒(méi)有感覺(jué)到,人們開始表示懷疑。但是沒(méi)過(guò)幾天,便有人從隴西趕來(lái)報(bào)告,說(shuō)那里發(fā)生地震。經(jīng)核對(duì),時(shí)間正是龍頭吐球之時(shí),人們這才信服了地震儀,贊嘆它的靈敏,千里之外發(fā)生地震,居然能感之如此準(zhǔn)確!
張衡發(fā)明地動(dòng)儀,是世界上最早的測(cè)定地震方法的儀器,歐州在公元1880年才制造出類似的用水銀溢流記錄地震的儀器,比張衡晚了1700多年。張衡發(fā)明的地動(dòng)儀,也是人類歷史上用科學(xué)方法觀測(cè)地震的開始,它揭開了地震科學(xué)的新紀(jì)元!驹瓨(biāo)題:張衡發(fā)明的地動(dòng)儀】