張衡的地動儀,到底是否存在?

這是我難得的一篇涉及中國古代的文章,但沒寫軍事,也沒寫政治,寫的是一項科技發明,而且歸根結底,說的還是現代的事情。

1

漢,永和三年,二月初三。

這一天,都城洛陽的那台奇怪的機器,忽然發出了一聲“叮”的聲響。

是那台機器上朝著西北方向的那條龍,忽然吐出了含在口裏的鋼珠,落在下面張口等著的銅蟾蜍嘴裏。

張衡走上前去,拿起了鋼珠,望向西北方,皺起了眉頭。

“有地震了。”他說。

周圍的人面面相覷,有人甚至嗤笑了一聲。沒有人有任何震感。

三天後,隴西的信使快馬加鞭趕到洛陽報告:隴西地震,二郡山崩!

京城上下,無不震動。人們奔走相告:“張衡大人的那台地動儀,神了!”

王振鐸復原的張衡地動儀

2

這段故事,是對《後漢書·張衡傳》中一段記錄的擴寫。

原文只有35個字,摘錄如下:“嘗一龍機發而地不覺動,京師學者鹹怪其無征,後數日驛至,果地震隴西,於是皆服其妙。”

“地動儀”這三個字,對於中國人而言,實在是太熟悉的一個名詞。

長期以來,本文開頭地動儀的這個形象,出現在我們的歷史教科書裏、電視裏、郵票上、博物館裏,大家都已經耳熟能詳。而這台儀器的意義,大家也都已經爛熟於胸:

公元132年,東漢的張衡發明了地動儀,這是人類歷史上第一台能測量感知地震的儀器,比歐洲早了1700多年,是中華民族古代科技文明的結晶。

但是——至少我們所熟悉的那台地動儀,是假的。

3

我們從小看到大的那個地動儀,是根據《後漢書》的那段記載復制的。復制的人,叫王振鐸。

1934年,燕京大學讀歷史專業研究生的王振鐸,在認真研究了《後漢書》的相關記載之後,誕生了想復制地動儀的念頭——在公元200年前後,張衡的那台地動儀就消失了(據信是毀於戰火)。

兩年之後,王振鐸按照書中所說“形似酒樽”的記載,設計了“地動儀”的外形,但對於內部結構,王振鐸卻犯了難。因為,整個《後漢書》對於“地動儀”的記載,一共只有這一段:

“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,傍行八道,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,皆隱在尊中,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。”

究竟是什麽原理,讓地動儀能感知地震,而且還能辨明方位,從龍嘴裏吐出銅珠?

王振鐸選擇遵從英國地震學家米爾恩1883年《地震和地球的其他運動》一書中闡述的“懸垂擺”的結構原理:從地動儀的上部垂下來一根擺,用以判明地震方向,並控制相應機關。

1949年,新中國成立,王振鐸擔任了文化部文物局博物館處處長。在那個百廢待興的年代,為了樹立弘揚中國古代燦爛文化,國家要求博物館復制一批代表古代文明的器物,作為陳列和宣傳之用。

王振鐸自然而然想到了復制地動儀。

1951年,王振鐸放棄了自己1936年想遵從的懸垂擺原理,而是用倒立的直杆原理,復制出了1∶10比例的“張衡地動儀”模型。

1952年4月,《人民畫報》對這尊復制的模型進行了報道。中央人民政府文化部社會文化事業管理局的王天木,以《偉大的祖國古代科學發明地動儀》為題,用了一個整版的篇幅圖文並茂地向讀者講解了地動儀的結構和工作原理——請記住,是“直立杆原理”。

王氏“張衡地動儀”內部結構

王振鐸復制的這款“張衡地動儀”隨即被編入全國中小學教科書,但在之後歷次的修訂中,卻略去了《人民畫報》王天木的一段話:“可惜張衡這一重要發明早就失傳了,隋朝時科學家臨孝恭寫有一部《地震銅儀經》,也未能流傳下來。……這裏介紹的這個模型,是我們在1951年設計完成,主要是根據《後漢書·張衡傳》的記載,及考古材料而復制的。”

於是,一代代的教師和學生(包括那時候的我)都認為,課本上的圖片,就是張衡當年造的地動儀。

4

這個1951年復制版本的“張衡地動儀”,很快就轟動了世界。

在聯合國世界知識產權組織總部,“張衡地動儀”被安排展覽,和它並排展出的,是美國宇航員從月球帶回的巖石。

在中國地方性的博物館裏,“1951年版張衡地動儀”也被當作文物來仿制和收藏——不僅進入了教材,就連中國地震局也用這部復原模型做了幾十年標志,直到近年才取下。