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英國學者米爾恩根據文獻記錄復原了“候風地動儀”
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日本學者服部一三根據文獻記錄復原了“候風地動儀”
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中國學者王振鐸根據文獻記錄復原了“候風地動儀”
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2008年5月12日四川地震,,牽動了全國民眾的心,。震感瞬間傳至全國各地。一些網友認為,既然漢代就有“地震儀”,,為什么依然無法預測地震呢,?
也有網友指出,此前的“蟾蜍遷徙”已經預報了地震,。動物真的能預報地震嗎,?
問題1
張衡地動儀能記錄地震嗎?
●地動儀無法記錄發(fā)震時刻,,更無法記錄震級。因此,,從現(xiàn)代地震學的角度來看,,候風地動儀并不能記錄地震,不是地震儀,。
一些科技史著作聲稱,,張衡在公元132年制造的“候風地動儀”能夠準確記錄地震,比西方第一臺地震儀(由意大利人路吉·帕米里制造于1856 年)早了1700多年,。也有些材料說,,候風地動儀可以“預測地震”。
不過,,史書中有關候風地動儀的記載,,僅見于《后漢書》。這一段記載只有區(qū)區(qū)196字,,其中描述地動儀內部結構的內容更只有“中有都柱,,傍行八道,施關發(fā)機”這12個意義隱晦,、眾說紛紜的字,。以后,北齊的信都芳和隋朝的臨孝恭,,也都制造過地動儀,,還留下了相關著作,可惜他們的著作都亡佚了,。顯然,,僅根據《后漢書》中的簡陋記載,要復原張衡的候風地動儀根本不可能,。今天的復制品,,其實是在史書那些“約束條件”之下所作的新創(chuàng)造。
盡管如此,,《后漢書》的記載,,還是向我們提供了一些有用信息。首先,候風地動儀絕不是地震預測儀,。它只有在地震發(fā)生之后才起作用,,只不過能比從驛卒更早地通知京城的人士罷了。這就好比我們看到閃電,,就知道接下來很可能會聽到雷聲,,但在閃電發(fā)生時,雷聲也已經同時發(fā)生,,只不過還沒有傳到我們耳朵里罷了,。
其次,根據地震波的傳播機理,,候風地動儀是不太可能做到“驗之以事,,合契若神”的。地震發(fā)生時,,從震源會發(fā)出兩種波:一種叫P波,,是縱波,它引起的物體震動方向和波的前進方向一致,;一種叫S波,,是橫波,它引起的物體震動方向和波的前進方向垂直,。P波的速度比S波快,,因此最先到達地面,形成地震波中的初波,。據初波的震動方向就可以知道震源方向,。
但初波非常微弱,因為它只能從震源直直地向著地震波接收處地面?zhèn)鞑サ腜波,,而這部分P波攜帶的能量只占地震波全部能量的一小部分,。如果候風地動儀能敏感到對“第一哨”初波就做出響應,那么足以有許多別的和地震無關的震動,,比如在它附近跺腳,,能引起它的反應,從而讓人誤把許多不是地震的震動也當成是地震,。但如果要讓候風地動儀保持一定的“遲鈍”性,,它又有可能無法“感覺”到地震的初波,直到之后的各種波陸續(xù)傳來時才被“驚醒”,,可是這些遲來的波的震動方向已經完全不能代表震源的方向了,。
何況,記錄一次地震必須有三個要素:發(fā)震時刻,,震中位置和震級(地震強度),。候風地動儀只能記錄震中方向,。幾臺地動儀“聯(lián)網”也可測出震中位置;但它卻無法記錄發(fā)震時刻,,更無法記錄震級,。因此,從現(xiàn)代地震學的角度來看,,候風地動儀并不能記錄地震,,不是地震儀,當然也就更不可能是“世界上第一臺地震儀”了,。
□劉夙(北京科普作家)