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地震仪的历史真实和科学价值

发布日期:2021-10-11 00:56浏览次数:
本文摘要:一、地震仪的历史真实性(1)史料纪录不是孤证范晔公元432年开始撰《后汉书》,历时13年完成,其中的《张衡传》196个字一直是先容地震仪的经典依据。从东汉末年至范书之前的320余年间,东汉史书共有13部,迄今有幸留下的完整或不完整的史书共9部,其中另外记有地震仪文字的是西晋司马彪公元306年的《续汉书》,东晋袁宏376年的《后汉纪》以及范晔《后汉书•顺帝纪》。《续汉书》的时间提早了140年,文字量增加到238个字。 相比之下,技术内容越发准确和富厚的是《后汉纪》。

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一、地震仪的历史真实性(1)史料纪录不是孤证范晔公元432年开始撰《后汉书》,历时13年完成,其中的《张衡传》196个字一直是先容地震仪的经典依据。从东汉末年至范书之前的320余年间,东汉史书共有13部,迄今有幸留下的完整或不完整的史书共9部,其中另外记有地震仪文字的是西晋司马彪公元306年的《续汉书》,东晋袁宏376年的《后汉纪》以及范晔《后汉书•顺帝纪》。《续汉书》的时间提早了140年,文字量增加到238个字。

相比之下,技术内容越发准确和富厚的是《后汉纪》。厥后,又在南北朝(陈)虞荔(-561年)的《鼎录》中发现了有关地震仪的16个字。上述共254个汉字。

(2)考古效果有旁证张衡地震仪置于京师洛阳城南2里的灵台举行观察。中国社会科学院考古所于1975年对灵台地基举行了考古掘客。

地震仪置放在灵台西侧的第二层平台的两间观察室的北间,室内长10m 宽2.2m,横跨地面2m,该房间的地面处置惩罚很特殊,是灵台唯一的铺设了两层2x 2汉尺大方砖的地面,属稳定承载地震仪所需。房间宽度不到九汉尺,仅容“圆径八尺”的地震仪,故蟾蜍只能为器足。此外,史书还清楚地纪录下来,灵台的体例共42人,实施6项观察:“十四人候星,二人候日,三人候风,十二人候气......”。

不知道“候风地震仪”的项目是否属于三位“候风”者之责,抑或兼顾的任务。史载仪器“形似酒尊,其盖穹隆,饰以篆文、山龟鸟兽之形...... , 下有蟾蜍承之。

”我国自1962年后出土了几十件汉代酒尊,有的还镌刻着“酒尊”二字的铭文,故其基本形制在1991年以后已经定论。共分三种类型,其中的温酒樽11件恰恰都具有穹隆状顶盖、下有器足承托、外貌有山龟鸟兽的纹饰,险些活脱脱地展现出了史书对张衡地震仪的形貌。从物理学上看,这种造型上小下大,无需任何改动就已经很是适合于悬垂摆事情了,稳定性也十分好。

二、地震仪的回复事情地震与非地震运动的关键性差异:非地震运动以微弱的垂直向“哆嗦、颠动为主”,地震波却以强烈的水平向“摇动、晃悠为主”。迄今,人类只发现了两种天然结构可用于验震:悬挂物和液体外貌。

“不是地震它不动,只有地震它才晃”,敏捷度远远高于人。张衡地震仪正是接纳了悬挂“都柱”的措施,使用物体惯性去测震。我们从史料对地震的形貌“地摇京师”、地震仪的“柱关道机丸”结构、以及“地震摇尊,尊则振,龙机发,吐丸”的反映序次等等,可以判断地震仪确实是为检测地震而设计的仪器,结构简朴合理。一旦发生地震,会像所有的悬挂物一样自然地摇晃,只是越发敏捷和稳定。

地震仪验震思想的泛起并非空穴来风,是对客观现象的质朴模拟。东汉时代,人们日常生活中存在大量的悬挂物,如吊锤、编磬、编钟、吊篮和悬挂的字画等;那时的社会另有好居高楼的遗风余韵,三、四层楼房很普遍。

于是地震时高层修建的结构放大响应会使所有悬挂物的摇晃、摆动、震荡越发显着和持久,从而被人们注意到它们与地震之间的稳定对应关系,成为降生科学思想的物质基础。(1)早期回复事情首先肯定地震仪价值的源自外洋,1875年首届日当地震学会会长服部一三绘制地震仪回复模型,其中蟾蜍被设计成四面散开状,为后人恒久效仿。1883年,现代地震学之父——英国人约翰•米尔恩第一个向世界先容了地震仪:“人类第一架地震仪器是中国人张衡发现的”,特别对陇西地震的乐成测震予以翻译先容。

他深入研究了地震仪,并为这类特殊的仪器起了个英文名词:Seismoscope(验震器)。(2)第一次回复事情中国对地震仪的回复研究是王振铎于1936 年开始的。1951 年,王振铎根据悬垂摆原理绘制了他的地震仪回复模型。

但该模型在海内外的学术界引发出一个争论:地震仪除需切合历史纪录外,还应具备两个基本功效:(1)非地震滋扰则不应,(2)地震则应。经海内外的学界论证:1951年版模型无“验震”这一实质性功效。外洋学术界很早就发现了这个错误,特别是1969年后揭晓了一系列品评文章,考古学、历史学和地震学的严肃学术期刊也从不引用该模型。

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(3)第二次回复事情2003年在国家文物局及有关部门的支持下,一个由历史、考古、文物、地震、机械、美术、铸造等科研人员组成的事情团队开始了回复事情。地震仪是地震学的一个专业仪器,仅对史料作文字解读(即训诂)远远不够,必须完成地震学的专业解读才气明白深层的技术内在。新的研究中有个自律原则:严谨地对比差别古籍文字,对技术部门(包罗对陇西地震的反映)的每一个字和每个字的排列顺序都不能动。

专业解读的效果是,其中的5条内容具有明确的地震学意义,并可以推算出3个限制性参数。这些内容涉及到地震仪的几何尺寸、内部结构的(柱、关、道、机、丸)五部门、对地震波的水平响应和机械牵动序次、与地震的关系、实际测震的反映效果。所推算出的3个限制性参数划分是:仪器外径和通高划分为2-3米;地面位移量2-4毫米;陇西地震6.5-7.0级,震中距500—700km,洛阳的烈度为Ⅲ+—Ⅳ,加速度约1gal。

这些内容已经涉及到了测震学上的特殊细节,多项参数相互吻合,能够与现代地震学的理论与观察事实切合。这说明,史料文字客观地、准确地纪录了仪器的内部结构,如实地写清了所发生的现象。

最后确定了切合史料纪录、满足汉代制造工艺、测震敏捷度极高的简朴结构。地震仪的测震历程:置于底部锥形台尖上的小关铜球极其不稳定,但又完全被十分稳定的悬挂都柱控制住。

当地面静止或垂直运动时,小关铜球不会脱出。但在地震波水平运动的作用下,都柱与尊体间会泛起微小相对位移,于是小关铜球迅即脱落,撞击龙。


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