火箭 發問時間: 科學氣象 · 6 年前

簡易地震儀製作

簡易地震儀怎麼做,要準備什麼?方法提供

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  • 6 年前
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    地動儀的歷史泡沫:歷史上的張衡地動儀到底是不是一個擺設? 奧地利學者雷利伯在《張衡科學與宗教》中毫不客氣地表示“張衡地動儀是不科學的,中國人把張衡和地動儀看成國寶,完全是一種民族的嚮往,不是現實。”

    人民網 - 2010年12月14日08:59 責任編輯:馬麗

      近日,由“地動儀”引發的一場爭論在整個學術界和社會上掀起了一場不小的“地震”。有學者在媒體上撰文指出,“不必懷疑張衡曾經建造出一台叫候風地動儀的儀器,但是沒有證據能夠證明、也沒有理由讓人信服地動儀曾經發揮過驗震的功能,它很可能和今人復原的那些模型一樣,僅僅是個無用的擺設。”

      一直以來,人們都把中國國家博物館陳列的張衡地動儀理解為張衡的原作。但大家很少被告知,於公元132年問世的張衡地動儀,在幾十年後,大約在公元190年至220年間就已消失,至今無蹤。而現在人們看到的地動儀,其實是原文化部文物局博物館處處長王振鐸於1951年根據史書中196個字的記載,加入想像、並遵循“直立杆原理”設計制作的1:10的木質模型。

      中國地震局研究員馮銳介紹,建國初期,為了配合中國古代燦爛文化的宣傳以及博物館陳列需要,王振鐸開始考慮復原張衡地動儀。他用了一年的時間,設計並復原出木質的張衡地動儀模型。並根據“中有都柱,傍行八道,施關發機”的描述,給地動儀運用了“直立杆原理”,也就是說,地動儀模型內的都柱是一根上粗下細的直立銅杆,就像一個倒置的啤酒瓶,只要受到強烈震動,就會倒下。

      當時,王振鐸的概念模型受到了空前的關注。而他本人也沒有想到,當時片面的宣傳導致這個簡單的木質模型被大多數中國人誤以為是完全定論的、不可更改的唯一模型。甚至被當作出土文物來仿制和收藏,尤其是教科書中並沒有說明這是一件後人的復原作品,因此更多的人從學生時期,就以為那是張衡的原作。王振鐸當時 “作陳列和宣傳之用,並不能實際用做監測”的設計目的被忽略。

      直到上世紀60年代,隨著國際學術交流的不斷深入,中、日、美、荷、奧等國的學術界發表了一系列對於張衡地動儀復原模型措辭嚴厲的論文。

      更重要的是,這個後人制造的地動儀確實面臨著現實的尷尬。有記載顯示,1976年7月28日,唐山發生裡氏7.8級地震,160公里外的“張衡地動儀”毫無反應。

      之後,國內外學術界一直在試圖用新的原理、結構與造型替代它,先後共提出了8個替代模型試圖解決矛盾,但這些研究依然處於概念模型階段,公眾未予注意。

      2004年,馮銳領銜“張衡地動儀科學復原”課題組,再次進行了張衡地動儀復原模型研制項目。這次復原,采用的是 “懸掛擺原理”。馮銳告訴《北京科技報》,就像人們常常看到的吊燈,這是一種天然的驗震器。在地震時,由於岩層的剪切錯動會造成地面強烈的水平運動,懸掛物體就會隨之擺動,且非常敏感。特別重要的是,史料的文字中已經清楚地寫下了“地動搖尊,尊則振,龍機發”的動作過程。而漢代的生活中已經普遍出現了懸掛物,比如編鐘、吊錘、吊桶等。地震來時,這些懸掛在上面的物體就會突然不停擺動,很容易引起人們的警覺,這給當時張衡的科學思維提供了物質基礎。

      復原項目結束後,這版張衡地動儀復原模型就陳列在河南博物院,但該院副院長李宏告訴記者, 四川汶川地震時,陳列地動儀復原模型的展廳正在閉館裝修,新模型的珠子沒有放進去,失去了證明自己的機會,而玉樹地震時,該復原模型也沒有任何反應。 目前,該復原模型需要放在一個通電才能模擬地震的振動台上進行模擬實驗,其內部構造模型才會有反應,這個模型本身目前肯定是無法監測真實地震的。

      那麼,歷史上的張衡地動儀到底是不是一個擺設呢?

      中國地震台網中心首席預報員孫士鈜研究員告訴《北京科技報》,張衡地動儀的作用是記錄地震,但《後漢書·張衡傳》上的記載對其內部的機關原理並沒有給出更具體的闡述。 在孫士鋐看來,張衡地動儀出現在東漢時期,因此,當時運用的基本原理和現在的技術相比,是比較低端的。

      一位不願意透露姓名的地震專家也告訴記者,後人的復制品尚且不能准確地感知地震,因此很難判斷張衡地動儀在歷史中真正發揮過作用,而地動儀能感知的有效範圍有多大,需要達到多少震級等問題就更加不得而知。況且,現在關於張衡地動儀曾准確感知的史料還存在矛盾之處。

      上海交通大學教授江曉源告訴記者,中國歷史文獻中記載的古代科學儀器,往往給人神秘莫測、令人敬畏的感覺,很容易引發現代人研究這些儀器,並將其復制出來的熱情。

      現今特別知名的中國古代科學儀器,主要有三件:宋朝的“水運儀像台”、漢代張衡的“候風地動儀”和歷代的指南車。

    但是,這三件奇物迄今都沒有發現有任何古代實物遺存,關於它們的功效、形制、結構等等,都只見於古代文獻中的記載,現在人們看到的,都是現代的復制品。而在復原工作中,研究者似乎忽略了一個問題,這些儀器在古代是不是真的成功運行過?

    參考資料: 那麼,現代人該如何看待“張衡地動儀”? 孫士鋐告訴記者,現在地震學中所使用的地震儀,依舊履行“地震記錄”的功能。只是在記錄過程中,人們利用光學儀、電動儀等高科技產品可以將震動信號放大到一百萬倍,使它變得更加靈敏。甚至連火車、汽車等對地面形成微弱影響的地面運動也能記錄在內。 中國工程院院士許紹燮也告訴記者,張衡發明地動儀1600多年後,意大利等國外科學家也在19世紀末開始發明地動儀,例如,利用水銀震時晃動潑灑的辦法來記錄地震發生的方位。而德國科學家維歇爾特(Wiechert)還在1890年左右發明了和張衡地動儀相似原理的儀器,這也完善了近代歐洲地動儀的創制。後人改善前人的設計,或一時還不能復
  • 匿名使用者
    5 年前

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