张衡预测地震方位

●故事背景

我国古代是一个多地震的国家，史书记载，早在夏商周时期，就有了关于地震的记录。到了东汉时期，地震频发。面对大自然的地震现象，以及地震给人们带来的灾难影响，人们仿徨、迷茫。当时，普通人多半把地震当作一件神秘而又可怕的事，它的破坏力极大，事先又难以预测和解释。士大夫们则认为，地震代表着某种可悲或可喜的预兆，如“冤气之应”、“善盈而后福，恶盈而后祸”等等。

张衡，是我国东汉时期伟大的天文学家，是东汉中期浑天说的代表人物之一。张衡具有朴素的唯物主义思想，他不相信地震等自然灾害是所谓的上天的感应，是所谓的“冤气之应”、“善盈而后福，恶盈而后祸”灾异说。他从自然运动规律的角度探索和研究地震，试图掌握地震的方位和分布动态。

张衡的故事记载于《后汉书·张衡传》。

●故事梗概

候风地动仪，又称地动仪，制成于阳嘉元年（公元132年），是世界上第一台观测和报告地震的仪器。

一次，汉顺帝正在接受文武百官朝拜之时，张衡行色匆匆地上前禀奏：说他今早已观测到洛阳正西发生了地震，请皇上尽快派人前往抚慰。众大臣闻言皆惊，不相信张衡所说的事情，因为当天的长安城风和日丽，没有一丝震感。

顺帝也怀疑此事的真假，忙问张衡，根据何来。张衡便一五一十地告诉了他的发明，并告诉顺帝，三天之内必有信使来报。随后他带领众位大臣来到他的家中。只见在张衡的后院花园中放着一个类似酒具的铜铸器具外观像一个卵形的酒樽，直径有8尺。仪体外铸有“山龟鸟兽”，象征地上的山峦和天上的青龙、白虎、朱雀、玄武等二十八宿。体外八方刻有八卦篆文，表示八方之气。还附有八条龙，龙首各朝八方，象征阳。八只蟾蜍抬首张口居龙首之下，象征阴。由此构成了阴阳、上下、动静的辩证关系。

龙首对应的方向分别是：东、南、西、北、东南、西南、西北、东北八个方向。龙嘴是活动的，都含有一颗铜球，只要大地一动，动的那个方向的龙口中的球就会落入下面张着口的蟾蜍口中。

仪体内有一根高且细的铜柱，称为“都柱”。都柱在仪体内居于顶天立地的位置，是按古代天柱之说设计的。都柱旁有八组滑道，滑道通过杠杆连接龙头，联动着龙头嘴内含着的铜球。

张衡告诉大臣们，地震时，倾斜的都柱倒向地震方向的滑道，倒到尽头推动杠杆，通过杠杆作用引发一个像擎机一样的牙机，龙首打开，铜球落入下面的蟾蜍口中，发出“当”的一声响。司仪之人根据落球的方位，便可报告地震发生的方向。这台仪器构思巧妙，制作精密。据史书记载“验之以事，合契若神”。不仅可以测出近距离的、人们可以感觉得到的地震，还可测出发生的数千里之外的地震！

现在西边这条龙已经将铜球吐了出来，说明西方一定发生地震了。果然，第三天顺帝将张衡招入皇宫，告诉他快马来报，陇西地区发生了大地震。

●历史链接

张衡创制的“浑天仪”是用来演示天体运行的“浑象”和“浑仪”的总称，由支架和一个表面遍布星座、直径四尺多的中空铜球组成，类似近代的天球仪。

张衡完成设计后，先用竹蔑做成小仪。他挑选出一些竹片，向外的一面刻上度数，编成圆环，再将多个竹环穿联成仪器模型，经试验确定无误后，放大翻制范模，然后用铜浇制而成。如上所述，浑天仪的主体是一个空心的铜球，直径四尺六寸五分，周长一丈四尺六寸一分。球内有铁轴支持，按天轴方向贯穿球心，与球面的两个交点表示天球的南北极，因而这根铁轴称为极轴，可转动。天球外围正中，有一条表示地平的水平环，还有一对夹着南、北极轴而又与水平环相垂直的子午双环，极轴使支架在子午环上。子午双环正中就是观测地的子午线。

球的外表面刻有二十八宿与中外星官。天球转动时，球上星体有的露出地平环之上，意指星出；有的正过子午线，意指星中；而有的没于地平环之下，意指星没。铜球上还刻有黄道圈和赤道圈，相交成二十四度角。其上各有二十四节气刻度，且从冬至点起，列有三百六十五又四分之一度，每度长四分，分为四格，表示太阳每天在黄道上移动一度。