地動(dòng)儀
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(duì)地震有不少親身體驗(yàn).為了掌握全國(guó)地震動(dòng)態(tài),他經(jīng)過長(zhǎng)年研究,終于在陽嘉元年（公元132年）發(fā)明了地動(dòng)儀——世界上第一架地震儀.
據(jù)《后漢書．張衡傳》記載,地動(dòng)儀“以精銅鑄成,圓徑八尺”,“形似酒樽”,上有隆起的圓蓋,儀器的外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形.儀器的內(nèi)部中央立著一根銅質(zhì)“都柱”,柱旁有八條通道,成為“八道”.道中安有“牙機(jī)”.儀體外部周圍鑄有八條龍,頭朝下,尾朝上,按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北八個(gè)方向布列.龍頭和內(nèi)部通道中的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)相連,每個(gè)龍頭嘴里都銜有一個(gè)銅球.對(duì)著龍頭,八個(gè)蟾蜍蹲在地上,個(gè)個(gè)昂頭張嘴,準(zhǔn)備承接銅球.當(dāng)某個(gè)地方發(fā)生地震時(shí),地動(dòng)儀內(nèi)部的“都柱”就發(fā)生傾斜,觸動(dòng)牙機(jī),使發(fā)生地震方向的龍頭張開嘴,吐出銅球,落到銅蟾蜍的嘴里,發(fā)生很大的聲響.于是人們就可以知道地震發(fā)生的方向.
漢順帝永和三年（公元138年）二月初三日,地動(dòng)儀的一個(gè)龍機(jī)突然發(fā)動(dòng),吐出了銅球.當(dāng)時(shí)在京城的人們卻絲毫沒有感覺到地震的跡象,于是有人開始議論紛紛,責(zé)怪地動(dòng)儀不靈驗(yàn).沒過幾天,隴西（今甘肅省東南部）有人飛馬來報(bào),證實(shí)那里前幾天確實(shí)發(fā)生了地震,于是人們開始對(duì)張衡的高超技術(shù)極為信服.隴西距洛陽有一千多里,地動(dòng)儀標(biāo)示無誤,說明它的測(cè)震靈敏度是比較高的.
據(jù)學(xué)者們考證,張衡在當(dāng)時(shí)已經(jīng)利用了力學(xué)上的慣性原理,“都柱”實(shí)際上起到的正是慣性擺的作用.同時(shí)張衡對(duì)地震波的傳播和方向性也一定有所了解,這些成就在當(dāng)時(shí)來說是十分了不起的,而歐洲直到1880年,才制成與此類似的儀器,比起張衡的發(fā)明足足晚了一千七百多年