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150课:聪颖张衡、灵宪闪耀、浑天地动、卓技异巧
“把今天的课的内容念一下。”鸿哥说道。
“‘聪颖张衡、灵宪闪耀、浑天地动、卓技异巧’。——鸿哥,今天的课读起来总觉得有点怪怪的?”鹤弟提出了疑问。
“何怪之有?”
“换韵了。以前的课全押‘a’韵,今天怎么换‘ao’韵了?”
“‘a’韵已经用了86个不同的字,剩下的实在挑不出能用的了。写千字文重要的就是不能重字,这个问题以后还会讲到。——关于张衡知道多少?”
“张衡(公元78年-139年),字平子,南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人,汉族,中国东汉时期伟大的天文学家,为中国天文学、机械技术、地震学的发展做出了不可磨灭的贡献;在数学、地理、绘画和文学等方面,张衡也表现出了非凡的才能和广博的学识。张衡是东汉中期浑天说的代表人物之一,他指出月球本身并不发光,月光其实是日光的反射,他还正确地解释了月食的成因。1802号小行星以他的名字命名。——其他的我就不大清楚了。”
“张衡还写了一部伟大的天文学巨著叫《灵宪》。该书全面阐述了天地的生成、宇宙的演化、天地的结构、日月星辰的本质及其运动等诸多重大课题,将古代中国的天文学水平提升到了一个前所未有的新阶段,使中国当时的天文学研究居世界领先水平,并对后世产生了深远的影响。‘浑天’指挥天仪;’地动’指地动仪。地动仪为张衡赢得了世界声誉。《汉书·张衡传》对地动仪有明确记载:‘阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振龙,机发吐丸,而蟾蜍衔之。振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征。后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起。’”
“鸿哥,张衡造的地动仪到底管不管用啊?”
“这个,我们先不谈。张衡制造的地动仪早已毁于战火中,已经没办法验证了。1936年,燕京大学研究生院历史专业的学生王振铎,画出了第一套自己复原的地动仪模型图稿,并在1951年根据‘直立杆’模型的工作原理进行推断,做出了张衡地动仪的展览模型,陈列在中国历史博物馆。这一模型广为流传,但其真实性和工作原理一直受国内外科学家质疑。最先提出来质疑的是奥地利学者雷利伯,他在《张衡:科学与宗教》的一书在尖锐指出,王振铎仿造的那个模型根本就不能测地震,由此推断,张衡制造的那个地动仪也是聋子的耳朵——摆设。
1972年,日本学者关野雄用计算否定了‘直立杆原理’。
1983年,荷兰的斯莱斯维克、美国人赛维也提出王氏模型不能成立,并从根本上否定了直立杆原理。
1984年,美国地震学家博尔特院士更是不客气地指出:‘中国目前最流行的地动仪模型工作原理模糊,模型简陋粗糙,机械磨擦大大降低了灵敏度,对地震的反应低于居民的敏感,其作用应予以质疑,而且利用铜丸的掉落方向来确定震中也是不确定的。’
提出质疑的,还不止外国人。
1976年,作为王振铎的老朋友,中国地震学的奠基人傅承义院士当面向他指出了1951年版本地动仪的原理性错误,并说了一句让人挺尴尬的话:‘房梁下吊块肉都比你那个模型强!’”
“这么说,张衡的那个所谓的地动仪,还真是个无用的玩艺呀!?”鹤弟很焦急地说。
“下这样的结论还早。科学不是怕质疑的,怕质疑的东西就是不科学的。有一个叫冯锐的人,开始了艰难复制张衡地动仪的工作。1966年,邢台发生地震,冯锐是中国科技大学的二年级研究生。他们这批学生在第一时间赶到灾区,帮助抗震救灾并印发各种宣传震时逃生的小传单。传单其中一条,是建议老百姓在房间里倒立一个酒瓶子,如果瓶子倒了,就是地震来了,马上出逃。
一晃儿,时间就到了2002年。某日,《防灾博览》杂志的编辑武玉霞,找到了冯锐,问他为什么在一篇地震科普文章中写‘地震没地震,抬头看吊灯’,而他早年散发的传单却是教人们倒立酒瓶子?
当时的冯锐,已经是中国科学院的教授,但他被这个问题给问住了。
武玉霞之所以问冯锐,还有一个更深层的原因——冯锐在文章中写到,张衡的地动仪是世界上最早的验震器。
而酒瓶子和吊灯,恰恰指向了这个问题的根本所在:按照王振铎仿制的版本,张衡地动仪的原理是‘直立杆’原理,就是酒瓶子原理,而吊灯的原理,却是‘悬垂摆原理’。
倒立酒瓶子,也就是‘倒立杆’原理有两大弊端:一,外界一有震动,哪怕不是地震,也会倒;二,就算倒下,也无法知道地震的方位。
这恰恰和《后汉书》中记录张衡地动仪的描写是完全相悖的。
难道是张衡的地动仪确实错了?
冯锐回忆当时自己的感受:我作为一个地震学家,一直引以为自豪的,就是地震仪器的鼻祖张衡。如果他真的错了,从感情上说,我是很难接受的!
冯锐的感情,其实代表了很多中国人的感情。
2005年3月,冯锐的课题组拿着复制出来的地动仪,开始接受全面的检测。经过连续7天168小时的强干扰实验,新复制的地动仪,数据准确,且没有一次误触发。这个模型,终于得到了考古界和科技界的一致认可。”
“这还差不多!”鹤弟长长地出了口气。
“可能,还会有人质疑下去,这是个好现象。不能质疑的是宗教,因为它只是宣布真理,不许要证明;而科学是发现与证明真理,错了就是错了,来不得半点虚假。因此,当个神父之类的人是比较轻松的,上帝怎么说你就怎么说就完了。而当个科学家是则不然,既要有质疑的精神,更要有实是求是的精神!”
“我长大了还是想当科学家!”鹤弟坚定地说。
“有这个愿望是好的,那就要打好科学的基础!”鸿哥鼓励说。 鸿哥讲故事