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张衡地动仪之谜初步破解 应用“悬垂摆原理”http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2005-06-26
人类史上首台验震器于1700多年前消失后，中外科学家一直试图使它复原。中国科学家近日取得阶段性成果——张衡地动仪之谜初步破解 中国地震学家和考古学家近日宣布，通过大量理论计算和科学实验，失传千年的张衡地动仪的复原工作取得了重大进展，实现了地动仪的科学复原，新的复原模型已具备了验震功能。 弄清工作原理 严谨的科学研究证实，地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。这个原理的科学性得到了专家的明确肯定。 由中国科学院、国家博物馆、中国地震局等研究单位数名地震学、考古学、文物学、机械工程学等相关学科的专家组成的验收委员会认为，新模型首次把概念模型复原成了具有验震功能的科学仪器，迈出了复原研究的历史性一步。 新复原地动仪模型是按照史料做的重新设计，其1/3小样目前陈列在河南博物院内。 复原模型频出 张衡地动仪是人类历史上的第一台验震器，在1700多年前神秘消失，它的外观和原理长期成为人们心中的谜团。所幸《后汉书·张衡传》对地动仪作了记载，但总共只有196个字，“……以精铜铸成，圆径八尺，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……”根据这一史料，中外科学家一直试图复原它。 19世纪末，日本和英国的科学家先后绘制出复原模型。目前家喻户晓的地动仪模型是中国历史博物馆科技文物专家王振铎于1951年设计的，其内部结构采用直立杆原理。但是，几十年来，国内外地震学界一直对它的科学性表示怀疑，因为它不能检测地震。20世纪70年代后，国内外相继提出了6种新的复原模型，但这些都属于概念模型。 文化遗产“复活” 以中国地震台网中心研究员冯锐为负责人的研究小组，从2002年起开始了地动仪的原理复原研究，还首次利用了《续汉书》和《后汉纪》对地动仪的记载。 研究组利用了唐山、越南、云南等4次实际地震资料，通过计算机的控制，在振动台上实现了相当于当年陇西地震在洛阳的极其微弱的地面振动，然后把新复原模型放到振动台上验证。结果表明，新模型对地震的反应良好，对非地震的人为干扰一直未出现误触发。冯锐表示，目前的复原只是阶段性成果，整个工作还没有结束，内部结构需要优化，外观造型也需要征求公众意见，以便进一步完善，实现整体的统一。 [新民晚报]
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