大宋剑客

地震是地球上常见的自然灾害，现代人类现在还不能准确预测地震。

而题目中谈到张衡研制的也不是地震仪，而是“地动仪”，这是在东汉时期，由张衡发明的候风地动仪。它据记载是能感受到地震发生时的震动，能标识出地震发生的方位。 所以地动仪也是感受地震震动，给予当时发生方向的显示，并不能预测地震的发生。

对于人类来讲可以上天登月，但却无法入地，仅靠地面和地表的监测，至今还无法对地震做出准确的预测。对于张衡的地动仪，《后汉书》记载也是对地震发生后的方向指示。地动仪内部结构精巧，通过验震棒来感受地震源的震动，并指出地震的来源方向。

如果地震仪真的可以监控震动方向，对于古代来讲，交通和信息传播都是困难的，地动仪能在受灾地区快马来报之前，知道震源方向，也可以提前做好赈灾准备，也是有一定意义的。

但东汉记载以后，地动仪也失传了，无法验证其监控震动方向的真伪了，更不要说预测地震了，现代高精度的地震监测设备也是无法预测地震的。由于大量专家的质疑，近期在教育部的统编历史教材中，已经删去了对张衡和地动仪的介绍。

量子实验室

张衡的地震仪当然不能预测地震！但是它可以在地震发生后，测定并告知地震发生的大致方位！

因为地震预测必须在地震发生前，告知公众地震发生的时间、地点、震级以及造成的大致影响。但是，张衡地动仪只有在地震发生之后，才能够告知公众地震发生的大致方位。可见，张衡地动仪不要说预测地震，甚至连监测地震也做不到，因为现代的地震仪可以在震后准确测定地震发生的时间、地点和震级！而地动仪只能测定一个大致的方位。如上图所示，当地震发生后，地震波的能量可以传播到很远的地方，从而引起地面的振动，从而可以触发地动仪内部的机关，从而使得地震发生方向的龙突出珠子给蛤蟆。而值班的人员就可以通过查看蛤蟆最里面是不是有珠子，从而知道有没有地震发生在其他地方。

最后我要说的是，地震预测是全世界都解决的不好的难题。因此，我们既不要妄自菲薄也不能盲目拔高古人的地震监测预测水平，以讹传讹，夸大地动仪的作用，是完全不科学、不理性的！

地震博士

似乎没有历史文献记载，能够说明张衡地动仪能够预测地震，而是“哪个方向发生地震，相应方位龙嘴中的铜珠就会落在蛤蟆嘴里”。

张衡地动仪的具体构成目前已经失传，原因在于距今太久远，将近1700年，加上古人“惜墨如金”，对于此类偏属于“工”的技艺并不很重视，《后汉书》中记载的相关内容也不过230来字，一部分还是“形似酒尊，其盖穹隆，饰以篆文、山龟鸟兽之形，下有蟾蜍承之”这样的外形描述，从只言片语中难以知晓其具体设计。仅知道原理和共震有关，利用金属杆悬锤感受振动，传导至龙嘴机构吐出铜珠。

历史上曾记载，张衡发明地动仪后，有一次铜珠落下，于是断定在那个方位发生了地震，几天后当地快马加鞭送来消息，那个方位的某个地区确实发生了地震。从其结构、应用效果来看，地动仪也是没有预测地震功能的，而是偏向于震后播报，用于指导赈灾活动。现代科学家也试图复原地动仪，但是几个版本都没有预测地震的功能，甚至不会动，龙嘴铜珠也不会落下，也无法用于震后的报道。

说到对地震的了解，肯定是现代人远远超出一大截，古人认为的“地龙翻身”，在现代科学技术看来，是地址活断层的移动和断裂，是能量积聚和释放过程，一旦平衡打破，将以机械波的形式传播。不过由于地址活断层一般位于地下较深的位置，无法判断能量积聚到何种程度才会释放，虽根据历史上某地地震发生强度和间隔年代来判断，也很不准确，无法进行地震前的短临预报。张衡那个年代，人类对地震的成因都还不了解，怎么可能制造出预测地震的设备？

来看世界呀

根据史书记载，张衡地动仪不能预测地震，只能在地震后探测检验地震发生方向，也称为验震仪。

2010年以前，我国中小学的历史教科书上，采用的是1951年直立杆原理复原地动仪，这个家伙实际是不能正常工作的。2010年秋季教改后，人教版的历史教科书已经删除了张衡地动仪的相关内容！

历史上对张衡地动仪的质疑

奥地利人雷立柏在2000年出版了《张衡：科学与宗教》，他对张衡地动仪提出了质疑，认为地动仪根本就不存在，是人们的虚构。“张衡的地动仪是华夏科学停滞特点的典型表现”，“《后汉书》的记载不一定是可靠的”。

中国历史上对地动仪也有不同的声音。南宋的周密在《齐东野语》里面就不相信张衡的地动仪能测验地震。清朝的经学大师阮元（他监修过《十三经注疏》）也不相信，说 “余终不信有其事”。

但这并不意味着张衡的地动仪只是人们的一个虚构，而是我们目前掌握的历史资料太少，还不能真正复原张衡地动仪的原貌。人们还是在不断探索复原地动仪。目前英国人米尔恩、冯锐的悬垂摆原理复原地动仪，可以工作，是一个比较合理的设计。

中国与地动仪相关专利目前公开的有几十项

从中国知识产权局网站，以“地动仪”为关键词，搜出62项，因为公告和授权有重复，实际没这么多。有参考价值的地动仪模型也有十几种。

地震横波与纵波

我们人为的振动干扰，比如汽车、跺脚、关门等震动，会导致直立杆倾斜，但这些振动主要是上下振动的纵波。悬垂摆对纵波不敏感，你剁脚它没反应，只对横波和面波带来的震动有灵敏反应。

地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波。纵波是推进波，地壳中传播速度为5．5~7千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。

1883年英国米尔恩的悬垂摆原理第一版复原地动仪

1883年，米尔恩根据历史上有关张衡文献的记载，开始设计地动仪。米尔恩的设计采用了悬垂都柱法。他估算地动仪的高度大约3.5米。

1883年，米尔恩发表了地震学名著《地震和地球的其他运动》，详尽介绍了张衡的地动仪和自己的复原工作。

1892年，在地动仪的基础上，米尔恩设计成功世界上第一部悬垂摆地震仪，高6米、重25公斤。

1939年日本今村明恒的直立杆原理第一版复原地动仪

今村明恒采用了萩原尊礼的直立杆原理，制造了一台地动仪。但他为了复位，在直立杆的下面放了三个弹簧。但东汉没有使用弹簧的记录，所以他的研究就中止了。

1951年王振铎的直立杆原理第二版复原地动仪

王振铎一开始是设想采用米尔恩的悬垂摆原理，但后来改用了直杆原理。

1951年，王振铎复制出了1:10比例的张衡地动仪模型。这个模型在日本展出时，参观人员要求演示一下工作原理，工作人员只好用棍子捅了它一下，龙口的铜球落入了青蛙口里。

有专家讽刺：梁上挂一块猪肉都比它强。

2004年冯锐的悬垂摆原理第二版复原地动仪

冯锐根据《张衡传》估算出地动仪的直径约2米，高度约3米（与米尔恩的估算非常接近） 。

按照3米左右的地动仪高度来估算悬挂都柱的振动周期，应该在2.4-3秒。

冯锐根据1985年、1987年河南省洛阳地震台记录的陇西地震波记录图，发现从陇西到洛阳的地震波以瑞利面波为主，周期以2-5秒为主。固定地区的地震波形基本是稳定的，张衡年代陇西至洛阳的地震波，也应该是是瑞利面波为主。

2004年，冯锐用悬垂摆原理第二版复原地动仪，经过地震模拟测试，成功验证能够正常工作。

都柱的底面有一个凹球槽，与底座的尖顶之间，放一个圆球。轻微的噪声振动不会放出圆球，地震波来时，都柱摆动放出圆球，沿槽向下滚动击中八个方向中相应的机关，龙口的铜球落入青蛙口中。

悬垂摆类似傅科摆

法国人傅科用一个沉重的悬垂摆验证了地球在自转，成为物理学历史上的一个优美的实验。傅科摆用的大圆球有几十斤重，悬挂绳很长，上面有灵活的万向节，依靠惯性，可以验证地球自转，并且可以减少外界的振动干扰。

张衡没有采用大圆球，而是采用了似圆柱体，因为大圆球在古代的铸造加工难度很大，圆柱体的铸造加工要容易很多。

地动仪的相关历史资料：

《后汉书·张衡列传》记载候风地动仪：

阳嘉元年，复造候风地动仪。以精铜铸成，员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙，机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。尝一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪其无征。后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。自此以后，乃令史官记地动所从方起。

东晋袁宏（328年-376年）的《后汉纪·顺帝纪》记载：

“衡作地动仪，以铜为器，圆径八尺，形似酒樽，合盖充隆，饰以山龟鸟兽。樽中有都柱，傍行八道，施关发机；外有八方兆龙，首衔铜丸，蟾蜍承之。其牙机巧制，皆隐樽中，张讫，覆之以盖，周密无际，若一体焉。地动摇樽，所从来龙机发则吐丸，蟾蜍张口受之。丸声震扬，伺音觉知，即有龙机，其余七首不发，则知地震所起从来也。合契若神，自此之后，地动史官注记，记所从方起。来观之者，莫不服其奇。”

西晋司马彪（？-306年）《续汉书》记载：

“张衡性精微，有巧艺。作地动仪，以精铜铸其器，圆径八尺，形似倾樽；其盖穹隆，饰以篆文；外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍承之。其牙发机，皆隐在樽中，周密无际，如一体焉。地动机发，龙即吐丸，蟾蜍张口受丸，声乃振扬。司者觉知，即省龙机，其馀七首不发，则知地震所从起来也。合契若神，观之莫不服其奇丽。自古所来，未尝有也。”（【北宋】李昉《太平御览·工艺部》转载）

《后汉纪》比《后汉书》早约69年，《续汉书》比《后汉书》早约139年。

另外，北齐的信都芳和隋朝的临孝恭，也制造过地动仪，还写了著作《器准》、《地动铜仪经》，但这两本书后来都失传了。

本人是沂蓝书院赵月光，主要研究宋史和近现代史，继承章太炎学派唯识史观学说。

沂蓝书院赵月光

地震不可预测。美国曾经在一个地方科学家做实验，一直认为那个地方某时间有地震。科学家呆了三年，可是地震却迟迟不来。知道这个地方会发生地震，但是时间肯定会有出入。

地震是板块之间相互受力到达一定状态，岩石的应力承受的极限断裂发生的剧烈地表运动。

在石头断裂的一瞬间会产生微弱电流，从而地震前期会有极光出现。大量的应力集中作用在某块地块上，发生的瞬间断裂，这个点是不可预测具体时间的。

张衡的地动仪是发生地震之后，产生的横波导致的小球掉入蛤蟆嘴里。这不是预测地震，这是感知地震已经发生，在中国的千年历史以前就有这个技术。说明古人的确实很厉害。

经典电影视

已经复制成功了地动仪，中央电视台的科学类节目里有详细的介绍

地动仪，可以指示发生地震的方位，共八个

其核心结构是：

地动仪内部的下部，有一个铜制圆柱体，圆柱体的上端面(平的)放置一个铜制圆球，圆球上放置另一根铜制圆柱，这根圆柱的顶端通过细绳悬挂。

铜球和上面的圆柱体之间轻轻接触

当有地震发生时，上面的铜柱晃动，带动圆球滚动，落入对应的蟾蜍口中。

这个复制物，在中国地震局的地震模拟台试验，获得成功

郭民485

张衡地动仪有的说采用“共震原理”来工作，这也一直是主流的说法，由于张衡地动仪早已经失传，后期我们看到的都是后人根据记载复制的

具体说的能不能预测地震，因为历史已久，很多传言已经无从考究，到时已现在科学都不能说做到百分百准确，这对于东汉时代的科技，感觉是不可能，但是现在很多先进科技都是以几千年的文化历史演变或启发而来，所以说能不能真的预测地震只能说是考古学家研究的一个对象罢了，因为现在靠的是现有先进科学技术来完成地震预测工作

如有补充或不足，欢迎批评指正，谢谢。

羞涩的再见

张衡的“地震仪”叫地动仪，严格来说算不上完整的地震仪；能够感知地震发生的大体方位，能够预测比较大的灾难性地震。原理据说是靠惯性，具体可以问问度娘，这都是后来有人复原并不是当时张衡的地动仪。但是地动仪只能辨别大致方向，并不能预测震中和距离。

二次元肥宅猫

张衡地震仪原品完全可以监测地震，复制品不能监测地震是因为技术不能复原到位的结果。地震预测原理尚在专利保密阶段，还不能公布于世。公布得有资金支持。

關鍵字: 地震仪 地震 科学