张衡地动仪的前世今生[策划]

张衡地动仪的前世今生[策划] 张衡地动仪的前世今生 张衡地动仪的前世今生 张衡地动仪的前世今生 地动仪测震是个传奇, 近日，一场关于“张衡地动仪”真伪的大讨论悄然兴起。支持者从不同角度寻找史据，以求为“张衡地动仪”的来龙去脉正本清源;反对者则认为，目前复原的地动仪均不能测震，史书记载的诸多史据也经不起推敲，因此，地动仪很可能是历史杜撰。 基于此，本报记者辗转数千里——从当年放置地动仪的东都洛阳，到张衡出生地、埋葬地河南南阳，从承担复原地动仪项目的河南博物院，到中国地震界最权威的中国地震局„„通过对多位专家学者的探访，去追寻张衡地动仪之谜，试图用扎实的史料还原历史真相。 1 张衡地动仪测震是个传奇, ?张衡地动仪管用吗? 难道只是摆设, ?地动仪惹了谁,千年后遇“舆论震动” 据范晔《后汉书?张衡传》记载，张衡地动仪在地震发生时能够达到“验之以事，合契若神”的效果。一千多年前，张衡是否有能力造出如此高科技的地动仪,检验地动仪神奇的“陇西地震”是否属实, 洛阳城南两华里，一个叫灵台的地方，是史书记载的张衡当年放置地动仪之地。2011年初，记者走进迷宫一样的村间小路，寻找着传说中的灵台。 “那个土包就是你要找的灵台。”一个名叫王同的村民告诉记者。顺着王同手指的方向，看到这座荒凉的大土堆，记者真不敢相信这就是昔日承载“神器”的场所。 王同说着，带记者走到了灵台顶部。他指着边上的一个土洞说:“这下面是个十字形的通道，以前每到夏天，村民们都会到里面乘凉。考古队来发掘的时候，曾发掘出地下有建筑、廊柱，但到处都是被烧毁的痕迹。” 据悉，1975年，中国社会科学院洛阳考古工作队曾对这里进行考古发掘，发现这里原来就是汉魏洛阳故城遗址，不仅有皇宫，有城门，还有明堂、辟雍、太学、灵台。 为什么叫灵台,据史书记载，灵台就是用来观天象、卜吉凶的高台建筑。天象在上，登高始能望远，所以要筑高台。相传这种高台夏代叫清台，商代叫神台，到周代始称灵台。按照儒家的解释，“灵者精也，神之精明曰灵”，“四方而高曰台”，因此称为“灵台”。 汉魏洛阳城的这座灵台，始建于东汉建武中元元年即56年，董卓190年火烧洛阳时荒废，曹魏建都洛阳后，又重修沿用，前后经历三朝250多年。作为当时全国最大的天文台，尤其是在东汉100多年的历史中，这座灵台在天象观测方面作出了巨大的贡献。 中国社会科学院考古所对灵台地基进行了考古发掘，中国地震局也对测震的地质条件作了三次现场踏勘。灵台西侧的第二层平台的两间观测室的北间，室内长10米，宽2.2米，高出地面2米，地面处理很特殊，是灵台唯一铺设了两层2×2汉尺大方砖的地面。据推测，这可能就是放置张衡地动仪的地方。 中国地震台网中心和地球物理所研究员冯锐在接受记者采访时认为，此处的确属于稳定承载地动仪所需。冯锐说:“高台状的地基对地震波有结构性放大作用，对测震十分有利;房间宽度不到9汉尺，也印证了这里仅能容‘圆径八尺’的地动仪;根据对台基土样的分析，可推算出地动仪的总重仅为几吨。”冯锐强调，即便古代存放地动仪的灵台今天已经面目全非，但是从地质数据分析来看，这与地动仪放置于洛阳灵台的史料记载是相吻合的。 2 “陇西地震”是个谎言, 人们查阅现有的史书资料发现，从张衡造出地动仪的132年到其去世的139年，史书中共有7次关于地震的记载，其中只有138年明确指出是京师、金城、陇西。因此，人们大都将138年的地震当成地动仪测出的地震。 争议的另一个焦点是，验证地动仪的“陇西地震”是否存在。 有人怀疑陇西地震真实性的原因是范晔虽然在《张衡传》中提到了陇西地震，但并没有具体说明这次地震的时间。 然而，《张衡传》明确记载该次陇西地震京城“地不觉动”，而据范晔《后汉书?顺帝纪》中记载，138年的这次地震却是“京师及金城、陇西地震，二郡山岸崩、地陷”;《后汉书?五行志》也记载:“京都、金城、陇西地震，裂城郭，室屋坏，压杀人。” 那么，验证地动仪的陇西地震真的存在吗, 冯锐的回答是肯定的。但他说，那次验证地动仪的陇西地震不是发生在138年，而是发生在134年，东汉的两位高官还因这次地震被 免职。 其理由是，袁宏《后汉纪》卷十八载，“阳嘉三年十一月壬寅，司徒刘崎、司空孔扶，以灾异免”;范晔《后汉书?顺帝纪》载“阳嘉三年十一月壬寅，司徒刘崎、司空孔扶免。注:扶字仲渊”; 古人认为地震是灾异之一，史书中有时不特加区分。 不过，这次以“灾异”免，就是因地震免吗, 冯锐说，据清代惠栋《后汉书补注》卷二十一载:“鲁国先贤传云，孔氏仲渊为司空，阳嘉三年，以地震免。”而在清代王先谦的《后汉书集解》卷六也指出:“惠栋曰鲁国先贤传云，孔氏仲渊为司空，以地震免。”因此，中国地震学界的权威性资料《中国地震历史资料汇编》早在1983年就已经把134年的这次事件确认为是地震。 冯锐由此认为，范晔在《顺帝纪》和《张衡传》两处同时记载的陇西地震和高官撤查事件，前后存在逻辑对应关系。张衡的政治地位也在这次地震之后发生了急剧的逆转，他135年突然请辞侍中，136年被贬河间。因此，发生在134年的这次地震应该是陇西地震，他的推断明确支持兰州地震研究所于1989年提出的相同意见。 冯锐说，能够给予这年在陇西发生地震的旁证还包括张衡在137年写的一首《四愁诗》:“我所思兮在汉阳，欲往从之陇坂长，侧身西望涕沾裳。”汉阳(即今天水)和陇坂皆指陇西，这一点是中国现代地震学奠基人李善邦先生于1980年首先指出的。因此，冯锐认为张衡对陇西有如此强烈而复杂的感情，正是对陇西地震的怀念。 冯锐分析陇西地震震级是7级，洛阳烈度为三度到四度，洛阳地 区处于无震感或刚有震感的状态。地震专业人员在2004年已经对138年陇西地震做过地质考察和古遗迹考证，查明了震中在甘肃省永靖县西北。今后，可能还会开展同类的专项调研，如在天水地区组织实地考察，以进一步核实那场地震的震中位置和实际破坏。 3 张衡有没有能力造出地动仪, 根据史书的记载，张衡是一个很博学的人。他在天文、地理、历法、机械、算术等方面有独特的才能。人们现在怀疑张衡的原因主要是因为地动仪没有保存下来。 有人认为，古人根据“天人合一”的思想，把地震视为天谴，因此每次较大的地震发生后，皇帝都要罢黜一些官员，甚至下罪己诏做自我批评。在现在看来，这是一种迷信。张衡首先是个政治家，他研究天象、地震，并非纯粹的科学探讨，而可能是出于政治目的，也就是他说的:“妖星见于上，震裂着于下，天诫详矣。” 中国社会科学院历史研究所秦汉史研究专家杨振红在接受本报记者采访时指出:“说张衡不懂得物理学，不懂得地震学，进而否认张衡制造能测定地震的先进仪器的能力，不知其依据是什么。根据《后汉书》等传世文献的记载，张衡曾被人誉为‘制作侔造化’。他不仅发明了候风地动仪，还创造了浑天仪，并著有《灵宪》一书，阐释天体演化原理，力主在当时世界上都非常先进的‘浑天说’。后人认识、了解历史，主要依赖传世文献记载和考古发掘，《后汉书》等文献是目前最为可信的正史。若要否定这些历史记载，必须有切实可信的证据。否则人类所有的历史都会变得虚无。张衡是生活在两千年前的历史人物，他对于世界和宇宙的认识必然是建立在当时的知识体系之上的，从今人的观点看，其中必然有迷信的、不合理的成分，这些成分虽然会在一定程度上影响人类的认识，但是却不能完全阻滞人类的创造力，否则人类怎么会发展到今天，中国历史上又怎么会出现‘四大 发明’那样伟大的文明,” 中国社会科学院考古研究所研究员卢兆荫说，考古过程中的很多发掘都已经证明文献记载是可靠的，是符合历史的实际情况的。历史不是文学创作。没有确凿的证据，随便否定史书的记载是非常危险的，也是不符合审慎的治学态度的。 中国科学院自然科学史研究所副所长孙小淳在接受记者采访时说:“张衡的仪器叫‘候风地动仪’ 。为什么是‘ 候风’,古人认为，地震是因为阴阳两气相搏而成。我们现在的科学认为是地壳板块和板块之间相互挤压而产生地震。古人的解释在现在看来自然不那么科学， 但这就能说明古人造不出地动仪吗,既然有气的变化，那么就会产生风，所以它叫候风。张衡做的装置就是来测定气的变化的，气的变化就是风，那么哪个地方有地震，哪个方向就有气的变化，就有风来, 就可以测到。当然这个‘风’还是跟震动有关的。‘阴阳气’是用一种物理的概念而不是神秘的概念来解释地震，应该说是当时的科学。两汉是中国古代思想形成的一个重要时期，也是整个中国科学技术发展大框架的基本形成期。譬如天文观测、天文历法、机械理论、数学、医学等很多领域在这个时期都有很突出的发展。后人不是一定就比前人高明， 我们一定不能小看前人。张衡对很多自然现象都有解释，比如五星运动和日月食，也制造了水运浑仪这样的高水平天文仪器。所以他造出地动仪并不足为怪， 当然，在我们没有复原出来之前可以存疑，但不能简单否定。 看问题一定要有历史的眼光。” 4 有据可查的七种文献资料 人们知道张衡和他的地动仪大多是从范晔的《后汉书?张衡传》获悉，而即便是作为研究人员，目前所能获得的资料也只有包括《后汉书?顺帝纪》、《续汉书》、《后汉纪》在内的七种文献。而所有这些文献中关于张衡地动仪的记载只有寥寥数语。 张衡的地动仪在古都洛阳写下了一段神奇的历史后，便少了记载，只留给后人无尽的遐想。即便是在河南南阳——张衡的老家，人们对于张衡和他的地动仪也没有留下多少记忆。 从洛阳一路南下，行驶三百余公里，便达到南阳城北的石桥镇。放眼望去，一处汉代风格的建筑群在村落中格外显眼。139年，张衡在京师洛阳去世后便被运回他的家乡，安葬在这里。1956年，南阳县人民政府以墓园为基础在这里建立了张衡博物馆，并于1988年被定为国家级重点文物保护单位。 在馆内的张衡成就展览厅内，展示着张衡的生平事迹和张衡发明的地动仪、浑天仪、指南车、计里鼓车等科技成果。展厅外面，竖立着一个高大的地动仪模型。张衡博物馆馆长刘新告诉记者，张衡博物馆内的地动仪模型基本是仿照中国古代科技考古学家王振铎复制的张衡地动仪模型建造的，而且只是个模型，不能测震。 刘新在接受记者采访时说，关于张衡地动仪的记载，最著名的当属范晔所著《后汉书?张衡传》的196个字: “阳嘉元年，复造候风地动仪。以精铜铸成，圆径八尺，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。” 这大概是现在的人们关于张衡地动仪最普遍的记忆。受困于这个 记载的孤证，研究人员和复原工作者也曾对张衡地动仪感到莫衷一是。 自2002年便开始研究张衡地动仪工作原理的地震学家冯锐，也深感“巧妇难为无米之炊”。直到2004年课题组的工作已经起步，而冯锐还在愁眉不展时，卢兆荫给冯锐打来电话。卢兆荫在接受记者采访时说:“我家里有一部书叫做《八家后汉书辑注》，是由周天游辑注。《八家后汉书辑注》中西晋司马彪的《续汉书》中也有《张衡传》，我就告诉了冯锐。” 到2004年底，冯锐又得到了国家图书馆善本特藏库的协助，终于找到了记有张衡地动仪的最早几份古代刻本，除《后汉书?张衡传》外，还有含《续汉书》文字的《初学记》、《事类赋注》、《太平御览?工艺部》、《太平御览?职官部》和《后汉纪》、《后汉书?顺帝纪》等史料，以后又增加了南北朝(陈)虞荔561年所著的《鼎录》。先后共找到8份史料，对地动仪的记载共有254个字。 根据史料记载，范晔的《后汉书》是在西晋司马彪306年所著的《续汉书》和东晋袁宏376年所著的《后汉纪》等文献的基础上于445年成书的。 冯锐认为，司马彪距张衡去世不过百余年，所著更接近于原始材料，虽文字不全，但价值颇高。冯锐认为，司马彪《续汉书》明确了仪器的穹隆顶盖、蟾蜍为器足、内部结构等3项新内容，其中“关”结构的析出，使地动仪内部结构的5部分——柱、关、道、机、丸体系得以明确;袁宏《后汉纪》除含有司马彪文的3处新内容之外，还有另外6处不同于范文的重要信息，对地动仪的技术内容有更准确、更丰富的记载。 地震学家高继宗曾著文指出，《隋书》已经记载了在北魏的元延 明和信都芳合作编写的《器准图》中有地动仪、浑天仪、计时仪、测风仪等9种仪器的文字叙述和结构图样。这些图件都是更早史料留存下的，地动仪图样可能出自张衡之手。因为《鼎录》中有一段文字:“张衡制地动图，记之于鼎，沉于西鄂水中。”汉代的西鄂就是张衡的故里。其后，流传到北宋欧阳修1060年写的《新唐书》中，再后才彻底失传。 据史学家孙文青研究，“平子(即张衡)造器，以说附器，器为主，录起说，自宜称注”，写下《地动仪图注》是极可能的。隋朝的临孝恭曾著有《地动铜仪经》一卷。这些资料均出现在仪器失传后的百余年，其图件和文字的原稿应出自张衡之手，即《地动铜仪经》有可能是临孝恭对《地动仪图注》的追述。遗憾的是，这些宝贵的资料在后来的史料中仅见提及，而无图件和原文。 总体上看，有关张衡制作地动仪的史料依然非常单薄。但是，卢兆荫在接受本报记者采访时也表示:“我们搞考古、搞历史的人相信，正史记载都是有根据的。《后汉书》是中国的正史，记载应该可靠。”