张衡地动仪原理

张衡地动仪原理 中国地震学家和考古学家宣布，失传千年的东汉张衡地动仪的复原工作取得了重大进展，实现了地动仪的科学复原，新的复原模型已具备验震功能。 张衡地动仪是人类历史上的第一台验震器，在1700多年前神秘消失，它的外观和原理长期成为人们心中的谜团。有幸的是，《后汉书?张衡传》对地动仪做了记载，不过总共只有196个字，“„„以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽，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„„”，根据这一史料，中外科学家一直试图复原它。 通过严谨的科学研究，中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。 由中国科学院、国家博物馆、中国地震局等研究单位的7名地震学、考古学、文物学、机械工程学等相关学科的专家组成的验收委员会经过认真的讨论后认为，新模型首次把概念模型复原成了具有验震功能的科学仪器，迈出了复原研究的历史性一步。复原工作于4月通过了专家的验收。 新复原地动仪模型是按照史料做的重新设计，其1,3小样目前陈列在河南博物院内。它以出土的汉代酒樽为基本造型，上部为穹隆的顶盖，饰以青龙、白虎、朱雀、玄武四神的图案;下部呈直筒状，四周有八个立雕的龙头，器壁刻有汉代的纹饰;底部的八个蟾蜍作为仪器的支点，背内面外，向上张口，承接龙口吐出的铜丸。这种新的设计更加接近汉代风格，更接近史料中对地动仪的描述。 此前家喻户晓的地动仪模型是中国历史博物馆科技文物专家王振铎于1951年设计的，其内部结构采用的是直立杆原理。但是，几十年来，国内外地震学界一直对这个模型的科学性示怀疑甚至否定，因为它并不能地震，更有西方学者认为张衡地动仪是因为没有达到科学要求才失传的。 以中国地震台网中心研究员冯锐为负责人的研究小组，从2002年起便开始了地动仪的原理复原研究，2004年7月与河南博物院合作，收集了大量有关地动仪的史料，还首次利用了《续汉书》和《后汉纪》对地动仪的记载取得了研制新模型的更多的依据，不仅证明了地动仪的存在及确实工作过的真实性，还明确了张衡地动仪在现代地震学起步阶段曾经起过的重要思想启迪作用。 研究组利用了唐山、越南、云南等4次实际地震资料，通过计算机的控制，在振动台上实现了相当于当年陇西地震在洛阳的极其微弱的地面振动，然后把新复原模型放到振动台上验证。结果表明，新模型对地震的反应良好，对非地震的人为干扰一直未出现误触发。 专家验收委员会一致认为，中国科学家的研究工作迈出了把张衡地动仪复原成科学仪器的关键性的一步。冯锐研究员表示，目前的复原只是阶段性成果，整个工作还没有结束，内部结构需要优化，外观造型也需要征求公众意见，以便进一步完善，实现整体的统一。(