对于许多在80年代出生的人群以及在90年代出生的人群而言, 历史课本之中所描绘的那种由八条龙衔着珠子并且蟾蜍蹲坐其在地动仪插图的画面, 是他们在童年记忆里面印象非常深刻的视觉形象。
当年的时候, 老师那是在一遍又一遍地再三强调, 说这是东汉时期的张衡所发明出来的世界上第一台能够对地震发生的方位来进行测定的仪器, 而且这个情况是比欧洲的同类性质的发明要早了一千七百年之久的事情, 所以在进行考试的这个过程里是绝对不能出现丢分情况的这样一个重点内容。
可是现在, 很多的父母都把孩子那个更新过版本的历史课本给翻开了, 然后发现就是那一个之前大家看着很眼的插图, 它没有了。还有关于那个地动仪的非常仔细的讲解介绍什么的，也在很大程度上被缩小了篇幅。
很多的第一反应是会产生疑问的: 难道说张衡以及地动仪这两样东西, 是从历史课本之中被彻底地请出去了吗?
再加上地震学界里面有一句话被大家广泛引用, 这句话的大概意思是说, 把一块肉挂在房梁下面, 那个效果都比你的模型要强, 这种吐槽一出现, 相关的讨论在互联网上很快就开始大规模传播开来, 各类猜测接连不断地冒出来。
对于这件事的真实情况, 我们得承认, 它是比很多大众在脑海中勾勒的那个样子, 要来得简单许多的。
为了要把这件事情给说得非常清楚明白, 那么就必须先回到东汉这一特定的历史时期以及那个相应的时代背景中去才行。
张衡活在从汉和帝到汉顺帝那会儿, 中原地界地震闹得欢, 当时大伙儿普遍都以为地震是老天爷降下的“天谴”, 还认定这是说帝王德行不好、没做够事的警示。
在那个时候, 担任太史令这个官职的张衡这个人, 他并没有就在这种传统的人天和天象互相感应的故事叙述里面停步不前, 而是反着来, 花费了很多个年头去专门研究地震震动里面的规律, 最后头到了阳嘉元年, 也就是公元132年这么一年里头, 制造出了人类历史上面第一台专门用来观测地震的那个仪器, 名字叫作候风地动仪。
在《后汉书·张衡列传》这部书里, 关于这台仪器的所有文字记录, 被全部合起来计算的话, 总的字数一共就只有196个。
文字里写它是用精铜来铸成的, 直径有八尺那么大, 外形, 就像一个密封的大酒尊一样, 外壁上面刻着篆文, 还有山龟鸟兽的纹饰, 四周环绕着八条龙头, 在龙头的下方, 蹲着八只张口承接的蟾蜍。
在那个内部, 有一根非常粗大的叫做都柱的柱子, 它连接着分布在八个方向的巧妙的机关装置, 如果哪个方向发生了地震, 那个对应方位上面的龙头就会出现张嘴的动作并且把铜丸吐出来, 那个铜丸就会掉落进去, 掉进蟾蜍的嘴里并发出非常清脆的响声, 这样子的话, 负责观测的人员就能够马上搞清楚震源到底是在哪一个方向上。
到了公元138年这个节骨眼上, 地动仪西边的那个龙头子, 它猛不丁就把嘴里的铜丸子给吐出来了, 可是那些待在洛阳城里头的人啊, 他们压根就什么感觉都没有感受到一丁点地震的动静。
朝廷里的文武官员们正在你一言我一语地议论个不停, 大家都认为这个仪器实际上就是徒有虚名而已。
直到几天之后, 陇西那边用快马跑来的信使抵达了洛阳这一处地点, 这时候才能够接收到关于在地面上发生了非常严重的巨大震动这样一个事件的具体报告内容, 于是所有在场的人此刻才真正意义上完全相信了这个情况确实存在并属实。
这是在人类文明历史的第一回, 用人工仪器成功地把千里以外的地方所发生的地震给捕捉到了, 这一种成就的结果, 是在整个人类的科技发展历史里面, 都存在着非常非常重要的这种分量。
很可惜的是, 东汉末年那个时候, 天下变得非常混乱, 候风地动仪大约在公元190年到220年之间, 经历了那么长期的战乱, 最终彻底遗失了, 这一点, 甚至连一张图纸都没有能够保存下来。
那些生活在后来时代的人们, 如果想要亲眼去看看它究竟是个什么样子, 他们所能够参考到的、所有的资料, 那就只有《后汉书》里面所记载的那一段文字描述, 而且这段文字描述的长度, 仅仅只有区区196个字而已。
我们这代人, 在记忆里的那个地动仪, 是被印在课本上的, 但这个地动仪, 并非是从东汉的出土文物来的, 而是现代人的复原作品。
在19世纪的时候, 有一位叫服部一三的日本学者, 他最先做的尝试就是去把这段文字的描述变成可视化的图形。
在1936这一年, 中国的学者人员里头, 有一个人叫做王振铎的。他进行了绘画作业, 然后得到了成果。这个成果就是第一套地动仪复原图稿。这套图稿是中国人自己弄出来的。
在新中国成立以后那个时期, 王振铎这个人呢, 他当时是基于他自己已经确定的那个研究方案, 然后正式出手, 就去做出了那个等比例的实物复原模型, 就是那种东西。
这个模型的外观设计得非常精美, 并且在造型方面, 它完全地符合了大众心中对于古代神器所持有的一种想象状态, 所以, 它在比较短的时间之内就被收入到了中小学的历史课程课本里面去, 并且这一状况持续了几十年的时间长短。
实际上, 真正的症结所在, 就在于这个模型本身的内部构造上。
当时候王振铎对于文献里面所记载的那个“都柱”, 把它设计成了一根直立在仪器装置中心位置的比较粗的一种铜柱子, 这实际上就是运用了所谓的那种叫做直立杆子的一个基本思路和方法。
从这个设计在实际工程施工的角度来看, 它其实是存在着一种与生俱来的、非常严峻且无法挽回的致命性缺陷的, 具体表现就是那个直立着的杆件在向地面倾倒时所选定的方向, 和地震波从遥远地方传递过来时所指向的方向之间, 是完全不存在任何稳定一致的对应关系的。
别说精准捕捉那些位于千里之外的地震的情况了，哪怕是就发生在身边的关门的震动声响, 或者是马车经过地面上所产生的颠簸状况, 都有可能导致这根柱子没有任何规律地朝任意一个方向倾倒下去, 进而触发相应的机关结构, 把珍珠给吐露出来。
在1988年这尊模型, 被当做了中国古代文明的代表, 去往日本奈良出访。当它面向公众, 在做演示的时候。龙口里的铜丸。怎么都掉不下来, 一直都没办法掉下来。
最后, 中方解说员没办法了, 只能拿出一根木棍来, 然后他亲手去捅了一下那个龙头上面的机关部件, 结果铜丸这才掉进了蟾蜍的嘴里。
这一场景被日本方面所属的电视台完整记录了影像, 随后便在外界引起了极大的议论声响和矛盾对立。
王振铎的老朋友、中国现代地震学的奠基人傅承义院士, 他毫不留情地当面指出了这个模型在原理上面的那个无法忽视的缺陷, 当时他所说的那句“房梁下面吊着一块肉, 它都比你那个模型来得强”, 这话所指代的对象, 正是那尊制作于1951年的复原作品。
吊那个块状物体它主要是靠悬挂着的东西的惯性, 说白了也就是后来被学术界明确认可的那个悬垂摆原理, 这个东西它对地震产生的横向震动的反应, 远远比一根没有章法胡乱倒下来的直立杆子要敏感得多。
学界对张衡地动仪的研究一直都在深入。越来越多的地震史研究者开始认识到一个问题。这个问题就是, 把这个现代复原模型放进教科书里继续作为东汉张衡的原作。这个现代复原模型存在原理性的缺陷。这种做法本身就是一种不严谨的误导。
2017年, 统编版初中历史教材正式完成了内容调整这项工作。
这一次的调整, 实际上并没有把张衡或者是地动仪从历史课本里给彻底删除掉, 它只是把那尊早已经被学术界证明是错误的一个王振铎复原模型插图给移除了, 也删掉了一些不实的说法, 这些说法以前是把那个复原出来的东西直接说成是东汉时期的文物。
从本质上来说, 这是教材编写的方面本着那个实事求是的所谓科学的精神, 去纠正了过去那个延续了几十年的学术传播方面的一个所谓的误差。
很多人心里头老是犯嘀咕, 总觉着这一回搞的调整, 怕是把中国古代的那些个科学技术方面的成绩给整没了, 给看得没那么显眼了, 可是, 这种想法, 其实根本就是没啥必要瞎操心。
张衡他做出来的科学贡献, 其实并不止一个地动仪而已。
他制造了那个用流水来带动的浑天仪, 这让古代人看星星看得更准了, 观测精度一下子就到了一个全新的地步；他把星图画了出来, 里面记着两千五百多颗恒星, 在那个时候的世界上来说, 这个水平算是顶尖的了；他也是一位伟大的数学家, 因为他是世界上最早能把圆周率算到小数点后面第二位的大数学家之一；另外他在文学创作、机械制造以及地方地理测量的这些领域里, 都有着特别高的成就和功劳。
国际天文学界是把月球上的一个环形山命名为“张衡山”的, 然后呢, 又把太阳系里编号为1802的那颗小行星命名为“张衡星”, 这两件事都是他们做的。
这些来自于全球各地的各种认可的事情, 在很早的那个时候就已经足够强大和充分, 可以用来稳稳当当地确定他在历史方面的这个地位, 也就是那个被称为科圣的这样的存在。
我们今天对这一段历史进行重新审视, 其真实意图绝不是要去否定张衡的伟大之处, 而是相反地要采取一种更为严谨的态度以及一种更加科学的方法论去看待古代科技所取得的成就。
真正的文化自信, 这个说法里面的内容是很扎实的, 它是不需要那种被指称有问题的、属于现代的东西的修复版本这样的东西来作为支撑和装饰的。
敢于去面对史料的局限, 还要敢于去纠正过去在传播过程中出现的误差, 只有这样, 才会让后代的这些人能够真正地去读懂, 在那个时候留在科技史上的, 那个不可磨灭的印记, 这是千年前的一位列中国科学家的情况。
