曾經作為聯合國知識產權組織的重要展品-景泰藍張衡地動儀被撤下
日內瓦知識產權大廳內的景泰藍張衡地動儀模型
聯合國知識產權組織是一個致力於促進使用和保護人類智力作品的國際組織，中國在1980年加入，當時中國政府贈送了一個用景泰藍工藝製作的張衡地動儀模型，這個代表著古代科技最高水平的張衡地動儀模型被放在瑞士日內瓦聯合國知識產權組織大廳內展覽，同時被展覽的還有代表著現代人類所能達到的最高科技水平——美國登月時帶回來的一塊石頭。
景泰藍作為國禮其實由來已久，在1793年大英帝國使節團來中國進行文化交流訪問，使臣馬格爾尼代表大英帝國將天文地理音樂鍾獻給了乾隆皇帝，乾隆回贈的就是一件宮廷景泰藍花瓶。景泰藍那精湛典雅的紋飾技巧，金碧交輝的迷人色澤，動人心絃的華美氣韻，流光溢彩的藝術韻律和獨樹一幟的民族風格，讓人念念不忘，因此才能成為國禮。
可是由於多位外國學者在學術期刊上多次發表文章質疑和批評張衡的地動儀並不能有效的驗震，最終代表著古代科技最高水準的景泰藍張衡地動儀模型被聯合國知識產權組織於展廳內撤下。
下面我從張衡的經歷，人品，志向來分析，他不可能做出一個無效的地動儀。
張衡通五經，貫六藝，尤善天文，陰陽，歷算。
東漢時期屬於地震多發期。那時的人們認為：地震是上天對失職官員的懲罰，因此每次大地震後常有官員被革職查辦，甚至於皇帝要對自己下“罪已詔”減輕來自上天的震怒。
在這樣的形勢下，地動儀就應運而生了。張衡發明的地動儀並不是要預防地震，它的功能是使朝庭能（早於信使）及早得知國內發生了地震。
張衡地動儀
張衡在5歲的時候就對天上的星星產生了好奇心，他常常整晚的不睡覺去數天上的星星，可是他數了一年也沒數清楚有幾顆星星，因為他發現星星會移動，他的父親對他說：“數星星不能一個一個的數，要一群一群的數。”隨後指出哪一個是牛郎星，哪一個是織女星。還告訴張衡北斗星是天上的英雄，能給人指明方向。後來張衡和幾個孩子去山上打柴，到天黑時迷路了，他就按照天空中北斗星的指向而找到了回家的路。
張衡在10歲的時候因為聰慧而被舅舅送到學館去學習五經和賦，後來張衡逐漸對五經產生厭煩，開始非常關心農業生產，山河地勢，商旅往來，他還廣泛的閱覽各種學派書籍，他主張學習不能死記硬背，強加灌輸，要學習各派學識，相互比較，評論得失，才能得到真實的學問。
張衡所處東漢時期朝政日益腐敗，豪強勢力大肆兼併土地，百姓疾苦交加，張衡遂用10年時間寫出了著名的《二京賦》：他批評統治階級殘害百姓，追求享樂，以奢侈為榮，他還要求統治者要關心百姓，提倡節儉，以緩和社會矛盾。
張衡在三十歲時開始精心研究西漢末年大文豪楊雄的《太玄經》，楊雄曾自信的評價自己所著《太玄經》：“太玄五千文，枝葉扶疏，獨說數十萬言，深者入黃泉，高者出蒼天，大者含元氣，細者入無間。”
《太玄經》由於內容繁雜，後世少有鑽研者，張衡對知識要求博學多聞，遂對《太玄經》做了詳細的研究和分析，從中接觸到了前人的唯物論和無神論思想。啟發了張衡對自然現象規律的追求和感悟。從此展開對天文，曆法，算術等科學理論的學習。
他的算術著作《算罔論》還把《周髀算經》中圓周率的算法“徑一週三”更加精確的算到了3.1632，得出了圓周率等於10的平方根的簡便算法。
他的渾天儀制作的更是巧奪天工，震爍古今，後人因此稱之為木聖
近代仿製的渾天儀
公元117年春天，張衡在靈臺頂層造了一間小密室，把他的渾象放在裡面，在密室頂端有一隻龍形的漏壺，龍嘴裡不停的吐水，衝動一隻水輪，水輪帶動一隻小齒輪，小齒輪又聯動其相連的齒輪，帶動了渾象上的一根銅軸，經過一晝夜剛好能轉動一圈。
渾象的主體是一隻空心銅球，周長一丈四尺六寸一分，直徑四尺六寸，球的外面有一個銅圈保護，銅圈上刻著度數，球上有相對兩點，代表北極和南極，一根銅軸穿過兩點。這個銅軸北高南低，與地面成36度交角。軸的北端指向天上的北極星。銅球上刻著二十八宿，中外星官，黃赤道，南北極，二十四節氣，恆顯圈，恆隱圈。並用一隻木雕的架子套在球的中部，使銅球上面的一半露出來，下面一半遮住。
張衡製作的漏壺中帶有標尺，尺上刻有十大格，一百小格，每小格稱一刻。每刻14分24秒，漏完一百個小格就為一晝夜。現在的每刻15分鐘中的刻就是據此而來。
張衡還指出月光是太陽光的反射，月食是地球遮住了陽光所致，他闡明瞭冬季夜長，夏季夜短，春分，秋分等曆法的起因，他算得渾象轉動一周天為三百六十五度又四分之一，與現在的地球繞太陽一週365天5小時48分46秒相差無幾。
張衡為人從容淡靜，品德高尚，一生無半句流言蜚語，死後獲無數讚譽美言。
在張衡為官時曾有人勸他不要鑽研那些難而無用的技術，應該
“卑體屈己，美言。”以求多福，張衡回答：“君子不患位之不尊，而患徳之不崇，不恥祿之不夥，而恥知之不博。”這四句擲地有聲的話語，表明了他不貪慕功名勢力，而是追求高尚的品德情操，求索知識的淵博。他的知己好友-東漢文學家崔瑗在其墓碑上題詞：“數術窮天地，製作侔造化，於惟張君，資質懿豐，徳茂材羨，高明顯榮，焉所不學，亦何不師，一物不知，實以為恥，包羅品類，稟授無形。”
西晉文學家夏侯湛為張衡題詞：“奕奕張生，秉德淑清，研深綜理，思俊才英，實掌天地，幽贊神明，冠曩興美，傾漢流聲，匪唯天象，亦垂人文。”
已故中國科學院院長，著名的文學家，史學家郭沫若先生曾為張衡墓碑題詞：“如此全面發展之人物，在世界史中亦所罕見，萬祀千齡，令人景仰。”
可見身後的讚譽才是張衡一生為人的真實寫照。如此一位品德高尚，知識淵博，精於算術，還擅長機械製造之人，怎麼能做出一個不合格的東西向別人展示呢？況且古人對名譽看的比生命還重要，張衡如何肯不顧聲譽去做造假之事，當真是無稽之談。
在張衡去世之後，他的地動儀也隨之神秘的消失了，在南宋史學家范曄的《後漢書-張衡傳》裡對地動儀有196個字的記載，現存的各種復原地動儀都是據此記載而造。
以精銅鑄成，員徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文山龜鳥獸之形，中有都柱，榜行八道，施關發機，外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之，其牙機巧制，皆引在尊中，覆蓋周密無際，如有地動，尊則振龍，機發吐丸，而蟾蜍銜之，振聲激揚，伺者因此覺知，雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在，驗之以事，合契若神，自書典所記，未之有也，嘗一龍機發而地不覺動，京師學者鹹怪其無徵，後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。
國外張衡地動儀能否準確驗震而引起的一些風波
1882年，在日本工作的近代地震學之父英國人約翰·米爾恩也作了立柱驗震的實驗，但他卻不能實驗成功，因此他提出——張衡地動儀中只有採用懸擺來驗震才可能成功。
繼米爾恩之後，多國的地震學者也作了立柱驗震的實驗，但他們也無一能夠成功。他們失敗之處是：一、對很靈敏的立柱，他們根本就無法使它站住，他們發現那會比要站雞蛋更難；二是，對不太靈敏而能勉強站住的立柱，在它的底板受輕震後，那立柱會各向亂倒而並不倒向應有的來震方向。他們都不能解釋以上二個失敗現象的原因，只好對之束手無策。於是他們就異口同聲地說，立柱驗震是不可能的！
從1969年起，國外刊物上就陸續出現了一些對張衡地動儀措辭嚴厲的責疑文章。在北京工作的奧地利學者雷立柏在他的中文書《張衡·科學與宗教》中寫道：“許多漢語書中都讚揚了張衡地動儀。它能成為華夏科學創造力的模範和象徵的原因，主要是因為他的地動儀被視為“國寶”和“國粹”。但張衡地動儀沒有一個精確的理論伴隨著它，因此地動儀更多地象徵著中國人的想往而並不是代表一個完美的現象。它是華夏科學停滯特點的典型表現”。
國內複製張衡地動儀的一些風波
20世紀50年代由我國考古學家王振鐸複製成功的張衡地動儀模型。在很長時間內被視為國寶，不但被印到歷史教科書上，還發行了郵票，一直被國內外公認為是古代中國偉大的科技發明典範。
直立杆式地動儀
由於王振鐸復原地動儀的時候，中柱採用了
“直立杆”，當時王振鐸曾經仔細的考量了“中有都柱”這四個字的含義，因為在古代的歷史文獻中“都柱”應該是一根立著的柱子，所以王振鐸複製的地動儀模型也是直立杆式中柱。經過測試也是不能靈敏有效的驗震。
懸垂擺式地動儀
地震專家馮銳在2005年也複製出了和國外相同理論的懸垂擺式地動儀，通過了驗震測試，並且申請了專利，據此馮銳向教育部上書，要求改寫歷史教科書中的張衡地動儀。教育部因張衡地動儀有爭論而把張衡和他的地動儀所有的教學內容，在2017年從七年級歷史教材中全部刪除。
方舟子在2010年12月15日在《中國青年報》刊登了《再說張衡地動儀是否管用》一文，他指出張衡地動儀的原理是從陰陽而出，並非指地震，因此還指張衡沒有物理學和地震學知識，也沒有做模擬實驗的條件，甚至連實驗思想都不會有，我們有什麼理由信他製造出了管用的地動儀？
作為一個科普者，不瞭解歷史，不做全面的研究，就做出如此不切實際的結論，著實是令人傷心和氣憤，無論地動儀能否驗震，也不能否定張衡輝煌燦爛的一生，他的各種發明創造以及超前的理念領先了西方一千多年是不爭的事實。
只因復原後的地動儀不能成功驗震就否定了張衡以及他的地動儀，這是非常不夠自信的表現，能記錄在史書中被後人廣泛承認的文化遺產，我們必須要仔細認真的對待，不能被外人的一些否定而自己就先沒了底氣。
張衡為什麼卻能用立柱來成功驗震呢？
中科院退休的資深天文儀器研究員胡寧生先生以從事精密天文儀器研製數十年的經驗，在2013年只用了幾個月就成功地實現了立柱驗震。胡寧生通過實踐，明白了張衡能成功地用立柱來驗震的主要原因。
1、張衡有著出色的機械製造經驗，他早就知道，在一個物體重心的正下方處去支撐那個物體，就能使那物體平衡不倒。這就意味著，對一根靈敏的立柱，它的重心如能調整到立柱著地面的正上方，那麼那根立柱就應能站住。
立柱站住的首要條件
2、張衡憑他對精密機構的深刻認識，他應會想到，那個立柱的著地面應該是一個很小的精密面，而且為保證它不易損壞，這個著地面還必須由堅韌的材料（如蘭寶石）製成。
3、立柱著地面下的支撐面也應該是一個精密加工過的硬平面。
4、以張衡他那洞察事物間相互作用關係的深邃眼光，他能知道會有二種方法來達到“立柱重心恰好位於其著地面正上方的這個要求”。
一是：由於一根立柱的本身和其著地面都不能做到對立柱中心線的絕對對稱和同心，這就需要在立柱的外側附加一些平衡重。去對立柱作“平衡調整”。
二是：立柱下的那個支撐平面必須要經過精細調平（置平）。因為歪的支撐平面會把立柱也帶歪，如圖2左邊所示。
圖2 立柱下的底平面必須調平
胡寧生在做立柱驗震實驗時，與前人同樣遇到了“立柱會各向亂倒”的難題。但經過分析後，他（張衡也應該）發現，原來是立柱重心（沿重力方向）的投影點沒有與立柱著地面的中心精確重合，而是偏到了某一位置（見圖3）。
圖3 立柱著地面內的立柱重心投影點
這樣的立柱在受輕震後就極易倒向立柱的偏重方向A。這就解釋了立柱為什麼會亂倒的現象。因為前人做實驗在每次重新站住立柱時，立柱的偏重方向就是各向隨機亂放的，以致那樣放的立柱以後就會各向亂倒。
以上情況意味著，我們必須將立柱重心投影點調整得與立柱著地面儘可能重合。這一高難度實驗技巧並不是當代一般學者所具備的，但這種技巧卻是張衡擁有的專長之一。
胡寧生製作的立柱實驗
很遺憾，以前做過立柱實驗的各國學者，他們都把立柱錯當作一根普通柱子來對待，殊不知那驗震立柱是一件需要高度認真對待的精密零件。那些學者只用粗糙的立柱又未對立柱作任何平衡，還根本未作對立柱下底板的調平，這就難怪他們都不能用立柱來驗震了。
在立柱驗震上，還發生過不少趣事，現只舉如下一例。日本的關野雄在他1952年的一篇論文中說，一根高立柱當然越細越靈敏。這樣，一根高約2米的立柱，如想把它的驗震靈敏度做到比人的感震靈敏度還要高，那麼這2米高的立柱的通體直徑才區區2毫米。顯然，這根細如銅絲的高立柱是絕對站不住的，因此，有人說他用力學原理證明了立柱驗震是不可行的。
其實關野雄等人都未能想到一點：即立柱本身可以做得很粗，他只要把立柱下的著地面做得很小，那麼，那根粗立柱就也能是很靈敏的。
目前張衡地動儀的景況是：
1、媒體已大量散佈了張衡地動儀是不可能的言論，這還殃及到人們對中國古代技術成就的可信度；
2、各地展出的很多都是所謂張衡地動儀的擺式地動儀；但是缺乏有深度的定量分析和“懸擺柱”無法解釋成史書記載的“都柱”二字的含義，
3、擺式地動儀的流行導致聯合國某組織撤除了它展出的中國政府禮品——立柱式張衡地動儀模型；
4、有人寫信給教育部長，要求把教科書中的張衡地動儀由立柱式改為擺式。最終導致在教科書中的張衡地動儀被整節刪除。
從2013年起在中國科學院自然科學史研究所主持召開的張衡地動儀學術研討會上，與會專家都認可了胡寧生對立柱驗震原理和實驗的證明。2016年11月中國科技史學會還為立柱驗震的正確性專門召開了學術鑑定會，與會專家也都肯定了張衡地動儀應為立柱式並是可行的。
鑑於教科書中的張衡地動儀因有爭議而被刪除，但現在張衡地動儀已被胡寧生老先生證明是正確的，因而在教科書中的那節內容理當重新加入。但要怎樣才能儘快達到為張衡地動儀正名也是對中國古代科技正名的崇高目的，請大家勇於發表己見。
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