地動(dòng)儀是漢代科學(xué)家張衡的又一傳世杰作,在張衡所處的東漢時(shí)代,地震比較頻繁.據(jù)《后漢書·五行志》記載,自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年間,共發(fā)生了二十六次大的地震,地震區(qū)有時(shí)大到幾十個(gè)郡,引起地裂山崩、江河泛濫、房屋倒塌,造成了巨大的損失,張衡對地震有不少親身體驗(yàn),為了掌握全國地震動(dòng)態(tài),他經(jīng)過長年研究,終于在陽嘉元年（公元132年）發(fā)明了候風(fēng)地動(dòng)儀這也是世界上第一架地動(dòng)儀.
　　中國歷史博物館陳列的張衡地震儀模型,就是根據(jù)王振鐸的設(shè)計(jì)復(fù)原的.但是,也有學(xué)者提出不同意見.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李志超就曾對倒立擺結(jié)構(gòu)提出過異議,他以全新的視角,提出了自己對候風(fēng)地動(dòng)儀的理解（參見李志超,《天人古義》,河南教育出版社,1995年版）. 李志超認(rèn)為,從文獻(xiàn)角度來看,漢代字書《釋名》解釋“柱”,說“柱,住也”,表明柱字原義是建筑中不動(dòng)的支撐件.由此,倒立擺結(jié)構(gòu)不得稱“柱”,只合稱錐.“都”是集總之義,說明不是孤柱,應(yīng)該還附帶八套機(jī)關(guān),而立錐卻只能是光桿.這樣,僅由“都柱”這一名稱來看,倒立擺之說也不能成立. 李志超進(jìn)一步指出,倒立錐的設(shè)計(jì)使原文所述其他一切部件皆成畫蛇添足.尤其是龐大的銅尊,毫無道理可言.再者,從物理評價(jià)角度來看,任何測量儀器的性能一般都可用兩個(gè)互相矛盾的指標(biāo)表征：靈敏度和穩(wěn)定度.倒立錐的設(shè)計(jì)正好突出了精密計(jì)量技術(shù)這一主要矛盾.例如,為提高地動(dòng)儀的靈敏度,就要把倒立錐的錐底做得很小,使之形成一個(gè)錐尖,但很小的錐尖承受巨大的重力壓強(qiáng),在不可避免的微小震動(dòng)作用中必將逐漸形成不可逆的變形,其趨向是錐尖下面的支承面形成坑窩,錐尖變得圓滑.這一過程不可逆,而且是加速的.這樣,倒立錐最終要倒下來,不管有無地震.如果為提高穩(wěn)定度,將錐尖做成寬到實(shí)際不變形,那它的靈敏度必然很低,感知量比人所能察覺的還要大,地動(dòng)儀也就失去了它的存在價(jià)值.
　　謎團(tuán)
　　地動(dòng)儀原理
　　1700多年前,地動(dòng)儀神秘消失,它的模樣和工作原理成為千古謎團(tuán). 2004年8月,河南博物院與中國地震臺(tái)網(wǎng)中心組成課題組,聯(lián)合研究張衡地動(dòng)儀新的復(fù)原模型. 目前,這項(xiàng)課題取得重大進(jìn)展,課題組用“懸垂擺原理”取代了傳統(tǒng)的“直立桿原理”. 2005年4月16日,這一科研成果得到了來自中國科學(xué)院、國家博物館、中國地震局等單位的地震學(xué)和考古學(xué)專家的肯定.專家們認(rèn)為：這臺(tái)復(fù)原地動(dòng)儀首次把概念模型還原成了科學(xué)儀器,使之真正有了驗(yàn)震功能.
　　驗(yàn)收
　　地動(dòng)儀復(fù)原模型把概念模型復(fù)原成了科學(xué)儀器 4月16日上午,河南博物院《天地經(jīng)緯》專題陳列廳,由地震學(xué)、考古學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科的專家組成的驗(yàn)收委員會(huì),開始對用挑剔的眼光注視著地動(dòng)儀復(fù)原模型（1/3小樣）. 當(dāng)日下午,驗(yàn)收組的7位專家經(jīng)過激烈討論,最終認(rèn)為：新模型首次把概念模型復(fù)原成了具有驗(yàn)震功能的科學(xué)儀器,邁出了復(fù)原研究的歷史性一步.這個(gè)驗(yàn)收意見意味著,新復(fù)原的地動(dòng)儀通過了階段性成果驗(yàn)收,后續(xù)工作只需對某些技術(shù)細(xì)節(jié)做進(jìn)一步優(yōu)化,對外觀做出最終確定. 河南博物院副院長田凱對此感觸頗深：“我們不僅在復(fù)原一件儀器,也在找尋1000多年前那位偉大科學(xué)家‘求實(shí)疾虛’的科學(xué)精神……”
　　心愿
　　一定要讓地動(dòng)儀模型“動(dòng)”起來 1998年,河南博物院新館建設(shè)過程中,田凱負(fù)責(zé)主持《河南古代文化之光》陳列.布置漢代展廳需要展示張衡的地動(dòng)儀,當(dāng)時(shí)最權(quán)威的模型陳列在原中國歷史博物館里,它是王振鐸先生于1951年設(shè)計(jì)的,這臺(tái)卵狀體上含有8條飛龍的模型,已成為地動(dòng)儀的“標(biāo)準(zhǔn)形象”. 河南博物院請?zhí)K州天文儀器研究所按王振鐸的模型重新復(fù)制了一個(gè)木制模型,并提出“能否讓地動(dòng)儀動(dòng)起來”,得到的回答是：不可能,即使是中國歷史博物館里陳列的那臺(tái)也不能檢測地震.但對方可以在模型下面人為地安上一個(gè)裝置,讓它動(dòng)起來. “我們展出的是科學(xué)儀器不是玩具,這樣做是對觀眾的欺騙.所以當(dāng)時(shí)只能造一個(gè)不能動(dòng)的模型,但這個(gè)情結(jié)在我心里一直存留了好多年.”田凱說. 6年后,了解到國家地震局和國家博物館的研究人員正在做復(fù)原工作.2004年8月,河南博物院與中國地震臺(tái)網(wǎng)中心簽訂了合作協(xié)議,組成了課題小組,共同復(fù)原張衡地動(dòng)儀.
　　解謎
　　“候風(fēng)地動(dòng)儀”
　　找到“垂懸擺原理” 該課題的負(fù)責(zé)人是中國地震臺(tái)網(wǎng)中心馮銳研究員.馮先生表示,1700多年前的地動(dòng)儀究竟如何工作是首先須破譯的謎團(tuán),深入研究證實(shí),地動(dòng)儀應(yīng)該是“懸垂擺原理”而不是王振鐸模型的“直立桿原理”. 幾十年來,國內(nèi)外地震學(xué)界對王振鐸模型的否定意見一直沒有停.更有近現(xiàn)代西方學(xué)者認(rèn)為張衡地動(dòng)儀之所以失傳,是因?yàn)樗鼪]有達(dá)到科學(xué)的要求,它不是個(gè)科學(xué)的東西.馮銳說：“看到這些嚴(yán)厲的批評以后,我們才感到問題的嚴(yán)重性.” 歷時(shí)1年多,課題組最終確認(rèn)了地動(dòng)儀的工作原理應(yīng)該是“懸垂擺原理”,而不是“直立桿原理”.
　　評價(jià)
　　這是一次重大跨越 地動(dòng)儀的歷史資料,最著名的是《后漢書·張衡傳》中的記載,雖然只有196個(gè)字.早期的復(fù)原工作都是據(jù)此開展的.馮銳的課題組把資料的考證和利用擴(kuò)大到《續(xù)漢書》、《后漢紀(jì)》等古代文獻(xiàn),但相關(guān)文獻(xiàn)的總字?jǐn)?shù)也不過231個(gè).這些資料,使他們復(fù)原的史料根據(jù)更加充分. 在研制過程中,馮銳還采用了一些新技術(shù)、新方法,即利用洛陽地震臺(tái)接收到的現(xiàn)代隴西地震記錄,算出模擬的隴西歷史地震的波動(dòng)效應(yīng),然后把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),再控制特殊的振動(dòng)臺(tái)完成洛陽地面震動(dòng)過程的復(fù)現(xiàn),用這種運(yùn)動(dòng)信號(hào)對振動(dòng)臺(tái)上的復(fù)原模型進(jìn)行檢驗(yàn)和改進(jìn). 驗(yàn)收組的專家們認(rèn)為：新模型對4次實(shí)際地震事件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好的驗(yàn)震反應(yīng),邁出了從概念模型到科學(xué)儀器的關(guān)鍵性一步,研究工作突破了古代科學(xué)儀器復(fù)原的傳統(tǒng)模式,是一次重大的跨越. 驗(yàn)收會(huì)結(jié)束后,中科院地質(zhì)與地球物理所的滕吉文院士說：“地動(dòng)儀是中華文明留給人類的寶貴文化遺產(chǎn),各國科學(xué)家都在嘗試復(fù)原,如果我們不把這件事做好,那就是罪過.從原理上和制作過程上講,這臺(tái)復(fù)原模型符合史料記載,符合張衡的基本思想……這臺(tái)地動(dòng)儀復(fù)原模型代表了現(xiàn)代人的認(rèn)識(shí),它在現(xiàn)階段是最好的.”
　　原來的以不見