地动仪复原及其它

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1、地动仪·复原·其它（说明：阅读之前请先了解《后汉书·张衡传》中有关地动仪的记载。）古代文献记载,在中国的东汉时期，距现在约一千九百年的时候，张衡制造了一架地动仪。根据记载，这个叫候风地动仪的仪器可以感知人不能察觉的地震。而且能够指示地震发生的方位。这在当时是前所未有的，因此被誉为“合契若神”。地动仪曾经存在并实际使用过是毋庸置疑的。尽管有关的记载大多是在张衡之后一二百年里记录的。这些有关的记载所显示的信息，尽管有不止一人记载过，其实质内容并没有太大的出入。这些文字中，除了一些溢美之词，有关地动仪的记载，按笔者的研究应该是一个来源。这或者是当时的人有机会看到某种相关文档，也可能是

2、口头一致的确切的流传。到了今天，这些最初的无论是文档还是传说都已经不存在了。有幸保存至今的文字中透露出来的信息说明，有关地动仪的内容并非是编录者自己的所见。从记载的文字看，既有地动仪外部形态也有内部构造。这说明更早的记录者至少应该见到过地动仪，并且打开过地动仪见到了地动仪的内部情况。这会是谁呢？不仅如此，更让人生疑的是记录里边有“施关发机”的记录。这个词语显示记录者不仅仅是看到内部而且了解有关地动仪的可能属于设计、制造、调试方面的信息要求。因为“施关发机”并不是地动仪的一个部件，而是在场地安装时的一个必须的调试过程。因此笔者才大胆的推断这个记录者应该是张衡本人。有人会问，那张衡

3、为什么不记录的更详细一些呢？本人猜想，这个地动仪当时是代表神灵传递消息的，保密是必然的，就像那个众所周知的指南车都是当时的机密，何况地动仪了。列为国家机密是十分可能的。因此那些不希望别人窥视的就会一个“都”字带过了。保密的结果之一就是失传。毕竟见过、知道内情的是非常少的。如果他们由于某种约束没有透露给其他人，一定没有人知道了。据传，张衡之后的许多年里，曾经有许多人复原过地动仪，有些复原可能还取得了成功。但是，这些成功的传说是不可靠的。既然成功怎么会仍然没有流传下来呢？地动仪的精密程度和所需的知识的广深，使得地动仪复原不会轻易成功。简单的外形变造那也只是复原者的探索而已。何况许多

4、复原者一开始就走错了方向。复原地动仪首先应该确定哪些是最主要的东西。根据笔者的研究，最重要的部件是“都柱”。最核心的内容是“施关发机”。记载显示地动仪内部部件有“中有都柱”的记录。这个“中”字是个方位词。是地动仪的核心位置。都柱是地动仪的感震部件。这个接收地震波的部件是什么样子呢？是一个直立在底座上面的“柱子”？那么当它倾倒以后，怎么才能回复到初始状态呢？仅仅这一点张衡就不会使用它。另一个选项是悬挂物--单摆。直接把这个摆来摆去的东西指称柱子似有不妥。摆的性能的确符合张衡的要求。地震来时可以摆动，去后，会自行恢复。这会是张衡的想法吗？看看地动仪的名字，衡谓之“候风地动仪”。候风

5、是什么意思？打个比方，把洗好的衣服晾在衣绳上，衣服自然下垂。当风吹来，衣服飘动。过后，衣服又恢复到下垂的状态。这个生活中常见的情景是利用风吹来晾干衣服。古人是不是叫候风干衣法不得而知。但是，候风是利用风这个意思是确切无疑的。不是每个人都留心生活中的小事，因此，不是每个人都是天才。张衡想到并利用候风正是他对事物的细心。候风地动仪感震部件的原理和“候风干衣法”毫无二致。但是，这个候风的风和地动仪候风的风显然不是同一种风。地动仪制作完成以后呈现整体周密无际，混若一体，怎么能吹进“风”？的确，张衡利用的是地震波。张衡时代并没有相应的认识和名字，扩展已有的字词的含义是正常的。你想象一下中

6、国的“打”字？有多少意思？候风的名字恰恰指出了地动仪感震原理的所在。而这个部件就在都柱之中。都柱的外表看上去是一根柱子是无疑的，加上一个都字就变了，不再是普通的柱子。都字所表述的是柱子里有更深刻的内涵。外表是柱子，里边含有“候风”的东西。利用它来推动“关”杆。再去发动牙机。（更深刻的东西待会再讲。）为了输出得到的“风”传来的信息，这要求所链接的部件必须是十分灵敏，而且同都柱一样必须是非干预性的。衡在这部分用了两个字，叫牙机。这是两个杠杆组成的，一个水平放置，另一个竖直放置。它们二者之间像牙齿似的搭配使用，可开可合。水平的部分由内部一直穿过尊体到达外部成了龙的一部分。竖直部分是重

7、心在支点下方的自由杆，平时呈竖直状态，受到推动时会偏离竖直，去掉后会复原，简单灵敏可靠。和这个部件相关的还有“巧制”。巧制是张衡利用反馈原理设计出来的一个制动都柱内机构的制动部件。衡利用输出端外龙在吐丸时，龙口张开，下颚向下运动的能量，通过杠杆系统回授给输入端都柱摆，实现了“反馈”的伟大创举。当时没有反馈这个概念，叫啥名是张衡的权利。“牙机巧制”是地动仪指示系统的构件。再加上讲过的都柱，它们是全部内部构件。其实，这些部件的简单组合是不能造出可用的地动仪的。它们还需要精密搭配，在合理的阈值范围