张衡发明的那台地震仪起作用吗? 张衡的地震仪在哪里放着呢 还管用吗

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地震发生时,从震源会发出两种波:一种叫P波,是纵波,它引起的物体震动方向和波的前进方向一致;一种叫S波,是横波,它引起的物体震动方向和波的前进方向垂直。P波的速度比S波快,因此最先到达地面,形成地震波中的初波。据初波的震动方向就可以知道震源方向。但初波非常微弱,因为它只能从震源直直地向着地震波接收处地面传播的P波,而这部分P波携带的能量只占地震波全部能量的一小部分。

如果候风地动仪能敏感到对“第一哨”初波就做出响应,那么足以有许多别的和地震无关的震动,比如在它附近跺脚,能引起它的反应,从而让人误把许多不是地震的震动也当成是地震。但如果要让候风地动仪保持一定的“迟钝”性,它又有可能无法“感觉”到地震的初波,直到之后的各种波陆续传来时才被“惊醒”,可是这些迟来的波的震动方向已经完全不能代表震源的方向了。



地动仪无法记录发震时刻,更无法记录震级。因此,从现代地震学的角度来看,候风地动仪并不能记录地震,不是地震仪。一些科技史著作声称,张衡在公元132年制造的“候风地动仪”能够准确记录地震,比西方第一台地震仪(由意大利人路吉·帕米里制造于1856年)早了1700多年。也有些材料说,候风地动仪可以“预测地震”。

不过,史书中有关候风地动仪的记载,仅见于《后汉书》。这一段记载只有区区196字,其中描述地动仪内部结构的内容更只有“中有都柱,傍行八道,施关发机”这12个意义隐晦、众说纷纭的字。以后,北齐的信都芳和隋朝的临孝恭,也都制造过地动仪,还留下了相关著作,可惜他们的著作都亡佚了。



候风地动仪算不上是地震预测仪,因为它只有在地震发生之后才起作用,并且关键的地震时刻,震中位置和震级都无法预测 。

对地震的深刻认识,是进入科技时代之后的事情。现在主流科学界认为,地震是自组织的临界运动,也就是像堆沙子一样,有一定的规律可循,但是堆到什么时候、什么规模崩塌是不可知的。不过基于现代科技的发达,地震发生之后的监测还是很容易的。不管是对地震原理的认识,还是对地震的监测,都是基于现代科技,无法想像近两千年前的张衡会有多深的认识。以时代的局限性看,张衡对地震的认识多半是基于表象的想当然。由此可以推断,所谓张衡地动仪,大概就是利用地震时的摇晃,使铜丸失去平衡而掉落。

如果原理真是如此,那么我们在房梁上挂块猪肉监测其摆动效果岂不更好?更重要的是,因为地震发生后有速度快但能量小的P波、和速度慢但能量大的S波,如果地动仪要监测P波,那么灵敏度要求很高,这会使得日常生活中的微小震动也引起铜丸跌落,它的可靠性何在?如果地动仪灵敏度没那么高,那等S波来的时候才有反应,但是S波是垂直震动的,由此跌落的铜丸又凭什么可以指明震源方向?…



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