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在我們平凡無奇的學(xué)生時(shí)代，很多人都經(jīng)常追著老師們要知識(shí)點(diǎn)吧，知識(shí)點(diǎn)就是一些�？嫉膬�(nèi)容，或者考試經(jīng)常出題的地方。相信很多人都在為知識(shí)點(diǎn)發(fā)愁，下面是小編整理的地震儀是誰發(fā)明的，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
答案：張衡。
我國東漢時(shí)代的科學(xué)家張衡，在公元132年就制成了世界上最早的“地震儀”——地動(dòng)儀。
這架地震儀的發(fā)明者是我國東漢著名天文學(xué)家，南陽郡西鄂(今河南省南召縣南)人張衡。他精通天文歷算，曾兩度擔(dān)任執(zhí)管天文的太史令。他在公元132年發(fā)明的世界上第一架測(cè)定地震方位曲地動(dòng)儀，比國外類似儀器早一千多年
這架地震儀用精鋼制成，圓徑8尺，形狀像個(gè)大酒樽。上頭有個(gè)蓋子，內(nèi)部有一個(gè)中樞機(jī)械“都柱”。柱旁通著8條道，每條道上有發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)，周圍鑄有8條龍。龍嘴里各含一個(gè)小錒球，對(duì)著東、西、南、北和東南、東北、西南、西北8個(gè)方位。在地上，對(duì)準(zhǔn)龍嘴蹲著8個(gè)銅蛤蟆，昂著頭，張著嘴巴。哪個(gè)方向如果發(fā)生了地震，儀器上對(duì)著這個(gè)方向的龍嘴就會(huì)張開，嘴里的銅球就落到蛤蟆嘴里發(fā)出響亮的聲音，報(bào)告震源的方向。這是因?yàn)�，在平時(shí)，地震儀平穩(wěn)地放著，都柱也垂直豎立在儀器的中央。但因?yàn)槎贾洗窒录?xì)，重心高，支面小，像個(gè)倒立的不倒翁，這樣就極容易受震動(dòng)而傾倒。譬如東方發(fā)生地震，東面的地殼自然發(fā)生波動(dòng)，震波影響都柱，都柱自然倒向震動(dòng)方向。沉重的都柱向東倒下后，于是推動(dòng)了東方的橫桿，橫桿推開包含銅球的東面的龍嘴，于是龍嘴吐出了銅球。
有一次，位于儀器西方的龍嘴里的銅球“當(dāng)啷”一聲落到了蛤蟆嘴里。但洛陽并沒有地震的征兆和感覺，有些人便議論紛紛，乘機(jī)譏笑說，張衡發(fā)明的地震儀并不科學(xué)。沒想到過了幾天，從西北來人飛報(bào)消息，說是距洛陽一千多里的蘭州、臨洗、隴西一帶的隴西郡，發(fā)生了地震，大家這才信服了地震儀，贊嘆它果真如此靈敏準(zhǔn)確，從此，“銅龍報(bào)警”這個(gè)故事便在朝野上下和廣大群眾中廣泛流傳開來。
張衡為人正直、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。是我國科學(xué)文化史上一位多才多藝的科學(xué)家。他還研究制造成觀測(cè)風(fēng)向的候風(fēng)儀，并曾制造出一種能飛的“木雕”等精巧機(jī)械，對(duì)天文、地理、數(shù)學(xué)、哲學(xué)都很有研究。他經(jīng)過長期觀察計(jì)算出，人們?cè)谝粋�(gè)地方看到的星座，共有兩千五百多顆，這和現(xiàn)今日文學(xué)家的統(tǒng)計(jì)基本一致。他繪制的一幅地形圖曾流傳了好幾百年。他還是東漢有名的文學(xué)家，著有《兩京賦》。他又是東漢六大畫家之一。
歷史還原
東東漢時(shí)期，地震比較頻繁，從公元96-125年的30年中，就曾發(fā)生了23次比較強(qiáng)烈的地震，震區(qū)有時(shí)大到幾十個(gè)郡。
132年，科學(xué)家、文學(xué)家張衡發(fā)明制造了世界上第一臺(tái)測(cè)定地震方位的儀器--候風(fēng)地動(dòng)儀。張衡將候風(fēng)地動(dòng)儀安置在都城洛陽。起初，滿朝文武都不相信這臺(tái)地動(dòng)儀能夠測(cè)出地震的方向。
138年3月1日(漢永和三年二月初三日)突然地動(dòng)儀朝向西北方向的鋼球落了下來，掉進(jìn)儀器下頭的蟾蜍口里�？墒�，洛陽居民誰也沒有感覺到地震。幾天后，隴西驛者日夜奔馳來京師，報(bào)告隴西地震，二郡山崩(震級(jí)約為6.5級(jí))。隴西正好在洛陽的西北方向。
候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上第一架測(cè)驗(yàn)地震的儀器。由中國東漢時(shí)期的漢族科學(xué)家發(fā)明于漢順帝陽嘉元年(132)，《后漢書·張衡傳》詳細(xì)記載了張衡的這一發(fā)明。候風(fēng)地動(dòng)儀用精銅制作而成，員徑八尺，漢八尺約合當(dāng)今之一米八九的樣貌，其外形像一個(gè)酒樽。地動(dòng)儀里面有精巧的結(jié)構(gòu)，主要為中間的都柱和它周圍的八套牙機(jī)裝置。
候風(fēng)裝置候風(fēng)擺的周圍與8組牙機(jī)機(jī)械裝置之一部關(guān)相互靠近。此處為底座上的溝槽，叫八道。工作原理是侯風(fēng)擺運(yùn)動(dòng)到關(guān)的位置觸發(fā)牙機(jī)。就是記載的"施關(guān)發(fā)機(jī)"施讀音易四聲。再機(jī)發(fā)吐丸。在樽的外面相應(yīng)地設(shè)置8個(gè)龍首，口含小銅丸，每個(gè)龍頭下頭都有一只蟾蜍張口向上。如果有地震被檢測(cè)，都柱之內(nèi)侯風(fēng)擺則輕微擺動(dòng)，此即可觸發(fā)牙機(jī)。使相應(yīng)的龍口張開，小銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可明白地震發(fā)生的時(shí)間和方向。牙機(jī)的觸發(fā)需求小到能夠在地震波第一時(shí)間運(yùn)作，稱為合契若神。
牙機(jī)是由一對(duì)杠桿構(gòu)成。水平杠桿負(fù)責(zé)龍口開合，直立的負(fù)責(zé)牙機(jī)觸發(fā)。由于牙機(jī)立桿和侯風(fēng)擺的位置關(guān)系，由關(guān)連接。關(guān)就是牙機(jī)立桿的一部分。關(guān)注道內(nèi)水平狀，幾乎挨到侯風(fēng)擺之上，距離之近不到一毫米。這是候風(fēng)地動(dòng)儀得以成功的關(guān)鍵。
另一說法：
公元138年3月1日，我國漢代杰出的天文學(xué)家張衡發(fā)明的候風(fēng)地動(dòng)儀，第一次成功測(cè)出遠(yuǎn)距離發(fā)生的地震：在洛陽西北千里之外的隴西(甘肅洮南)發(fā)生6級(jí)地震。
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26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、房屋倒塌、江河泛濫，造成了巨大的損失。張衡對(duì)地震有不少親身體驗(yàn)。為了掌握全國地震動(dòng)態(tài)，他經(jīng)過長年研究，最終在陽嘉元年(公元132年)發(fā)明了候風(fēng)地動(dòng)儀──世界上第一架地震儀。
它有八個(gè)方位，每個(gè)方位上均有口含龍珠的龍頭，在每條龍頭的下方都有一只蟾蜍與其對(duì)應(yīng)。任何一方如有地震發(fā)生，該方向龍口所含銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可測(cè)出發(fā)生地震的方向。
《后漢書·張衡傳》詳細(xì)記載了張衡的這一發(fā)明。候風(fēng)地動(dòng)儀用精銅制作而成，圓徑八尺(漢八尺約合當(dāng)今的1.8~1.9米)，其外形像一個(gè)酒樽。地動(dòng)儀里面有精巧的結(jié)構(gòu)，主要為中間的都柱和它周圍的8套牙機(jī)裝置。工作原理是候風(fēng)擺運(yùn)動(dòng)到關(guān)的位置觸發(fā)牙機(jī)，就是記載的“施關(guān)發(fā)機(jī)”。在樽的外面相應(yīng)地設(shè)置8個(gè)龍首，口含小銅丸，每個(gè)龍頭下頭都有一只蟾蜍張口向上。如果有地震被檢測(cè)，都柱之內(nèi)候風(fēng)擺則輕微擺動(dòng)，此即可觸發(fā)牙機(jī)。使相應(yīng)的龍口張開，小銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可明白地震發(fā)生的時(shí)間和方向。牙機(jī)的觸發(fā)需求小到能夠在地震波第一時(shí)間運(yùn)作，稱為“合契若神”。
候風(fēng)地動(dòng)儀的牙機(jī)由一對(duì)杠桿構(gòu)成。水平杠桿負(fù)責(zé)龍口開合，直立的負(fù)責(zé)牙機(jī)觸發(fā)。由于牙機(jī)立桿和候風(fēng)擺的位置關(guān)系，由關(guān)連接。關(guān)就是牙機(jī)立桿的一部分。關(guān)幾乎挨到候風(fēng)擺之上，距離之近不到一毫米。這是候風(fēng)地動(dòng)儀得以成功的關(guān)鍵。
候風(fēng)地動(dòng)儀在科學(xué)上的重要地位并不在于測(cè)到了一個(gè)或幾個(gè)東漢時(shí)期的地震，而是標(biāo)志著人類摸索出了一條能在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中測(cè)量系統(tǒng)自身運(yùn)動(dòng)的途徑，即經(jīng)過懸掛物的慣性來揭示運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)間的差異。這不僅僅是技術(shù)上的突破，更是科學(xué)思想的躍變，使人們對(duì)自然規(guī)律有了新的認(rèn)識(shí)，直到17世紀(jì)被牛頓提升為力學(xué)三大定律之首——慣性定律而被廣為應(yīng)用。
地動(dòng)儀的原理及結(jié)構(gòu)模型
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必須有所了解，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。
關(guān)于地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)，目前流行的有兩個(gè)版本：王振鐸模型(1951年)，即“都柱”是一個(gè)類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機(jī)關(guān)在“都柱”周圍。這一種模型最近已被基本否定。另一種模型由地震局馮銳(2005年)提出，即“都柱”是懸垂擺，擺下方有一個(gè)小球，球位于“米”字形滑道交匯處(即《后漢書·張衡傳》中所說的“關(guān)”)，地震時(shí)，“都柱”撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開。另外，馮銳模型還把蛤蟆由面向樽體改為背向樽體并充當(dāng)儀器的腳(見上圖)。該模型經(jīng)模擬測(cè)試，結(jié)果與歷史記載吻合。
地動(dòng)儀的外形機(jī)關(guān)
據(jù)《后漢書·張衡傳》記載，候風(fēng)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)部中央有一根銅質(zhì)“都柱”，柱旁有八條通道，稱為“八道，還有巧妙的機(jī)、關(guān)。樽體外部周圍有八個(gè)龍頭，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)，樽體隨之運(yùn)動(dòng)，觸動(dòng)機(jī)關(guān)，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。于是人們就能夠明白地震發(fā)生的方向。
地動(dòng)儀的復(fù)原新聞
1700多年前，地動(dòng)儀神秘消失，它的模樣和工作原理成為千古謎團(tuán)。
2004年8月，河南博物院與中國地震臺(tái)網(wǎng)中心組成課題組，聯(lián)合研究張衡地動(dòng)儀新的復(fù)原模型。
目前，這項(xiàng)課題取得重大進(jìn)展，課題組用“懸垂擺原理”代替了傳統(tǒng)的“直立桿原理”。
2005年4月16日，這一科研成果得到了來自中國科學(xué)院、國家博物館、中國地震局等單位的地震學(xué)和考古學(xué)專家的肯定。專家們認(rèn)為：這臺(tái)復(fù)原地動(dòng)儀首次把概念模型還原成了科學(xué)儀器，使之真正有了驗(yàn)震功能。
驗(yàn)收
地動(dòng)儀復(fù)原模型把概念模型復(fù)原成了科學(xué)儀器
4月16日上午，河南博物院《天地經(jīng)緯》專題陳列廳，由地震學(xué)、考古學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科的專家組成的驗(yàn)收委員會(huì)，開始對(duì)用挑剔的眼光注視著地動(dòng)儀復(fù)原模型(13小樣)。
當(dāng)日午時(shí)，驗(yàn)收組的7位專家經(jīng)過激烈討論，最終認(rèn)為：新模型首次把概念模型復(fù)原成了具有驗(yàn)震功能的科學(xué)儀器，邁出了復(fù)原研究的歷史性一步。這個(gè)驗(yàn)收意見意味著，新復(fù)原的地動(dòng)儀經(jīng)過了階段性成果驗(yàn)收，后續(xù)工作只需對(duì)某些技術(shù)細(xì)節(jié)做進(jìn)一步優(yōu)化，對(duì)外觀做出最終確定。
河南博物院副院長田凱對(duì)此感觸頗深：“我們不僅僅在復(fù)原一件儀器，也在找尋1000多年前那位偉大科學(xué)家‘求實(shí)疾虛’的科學(xué)精神……”
心愿
必須要讓地動(dòng)儀模型“動(dòng)”起來
1998年，河南博物院新館建設(shè)過程中，田凱負(fù)責(zé)主持《河南古代文化之光》陳列。布置漢代展廳需要展示張衡的地動(dòng)儀，當(dāng)時(shí)最權(quán)威的模型陳列在原中國歷史博物館里，它是王振鐸先生于1951年設(shè)計(jì)的，這臺(tái)卵狀體上包含8條飛龍的模型，已成為地動(dòng)儀的“標(biāo)準(zhǔn)形象”。
河南博物院請(qǐng)?zhí)K州天文儀器研究所按王振鐸的模型重新復(fù)制了一個(gè)木制模型，并提出“能否讓地動(dòng)儀動(dòng)起來”，得到的回答是：不可能，即使是中國歷史博物館里陳列的那臺(tái)也不能檢測(cè)地震。但對(duì)方能夠在模型下頭人為地安上一個(gè)裝置，讓它動(dòng)起來。
“我們展出的是科學(xué)儀器不是玩具，這樣做是對(duì)觀眾的欺騙。所以當(dāng)時(shí)只能造一個(gè)不能動(dòng)的模型，但這個(gè)情結(jié)在我心里一向存留了好多年�！碧飫P說。
6年后，了解到國家地震局和國家博物館的研究人員正在做復(fù)原工作。2004年8月，河南博物院與中國地震臺(tái)網(wǎng)中心簽訂了合作協(xié)議，組成了課題小組，共同復(fù)原張衡地動(dòng)儀。
解謎
找到“垂懸擺原理”
該課題的負(fù)責(zé)人是中國地震臺(tái)網(wǎng)中心馮銳研究員。馮先生表示，1700多年前的地動(dòng)儀究竟如何工作是首先須破譯的謎團(tuán)，深入研究證實(shí)，地動(dòng)儀應(yīng)當(dāng)是“懸垂擺原理”而不是王振鐸模型的“直立桿原理”。
幾十年來，國內(nèi)外地震學(xué)界對(duì)王振鐸模型的否定意見一向沒有停。更有近現(xiàn)代西方學(xué)者認(rèn)為張衡地動(dòng)儀之所以失傳，是因?yàn)樗鼪]有到達(dá)科學(xué)的要求，它不是個(gè)科學(xué)的東西。馮銳說：“看到這些嚴(yán)厲的批評(píng)以后，我們才感到問題的嚴(yán)重性�！�
歷時(shí)1年多，課題組最終確認(rèn)了地動(dòng)儀的工作原理應(yīng)當(dāng)是“懸垂擺原理”，而不是“直立桿原理”。
評(píng)價(jià)
這是一次重大跨越
地動(dòng)儀的歷史資料，最著名的是《后漢書·張衡傳》中的記載，僅有196個(gè)字。早期的復(fù)原工作都是據(jù)此開展的。馮銳的課題組把資料的考證和利用擴(kuò)大到《續(xù)漢書》、《后漢紀(jì)》等古代文獻(xiàn)，但相關(guān)文獻(xiàn)的總字?jǐn)?shù)也可是231個(gè)。這些資料，使他們復(fù)原的史料根據(jù)更加充分。
在研制過程中，馮銳還采用了一些新技術(shù)、新方法，即利用洛陽地震臺(tái)接收到的現(xiàn)代隴西地震記錄，算出模擬的隴西歷史地震的波動(dòng)效應(yīng)，然后把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，再控制特殊的振動(dòng)臺(tái)完成洛陽地面震動(dòng)過程的復(fù)現(xiàn)，用這種運(yùn)動(dòng)信號(hào)對(duì)振動(dòng)臺(tái)上的復(fù)原模型進(jìn)行檢驗(yàn)和改善。
驗(yàn)收組的專家們認(rèn)為：新模型對(duì)4次實(shí)際地震事件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好的驗(yàn)震反應(yīng)，邁出了從概念模型到科學(xué)儀器的關(guān)鍵性一步，研究工作突破了古代科學(xué)儀器復(fù)原的傳統(tǒng)模式，是一次重大的跨越。
驗(yàn)收會(huì)結(jié)束后，中科院地質(zhì)與地球物理所的滕吉文院士說：“地動(dòng)儀是中華禮貌留給人類的寶貴文化遺產(chǎn)，各國科學(xué)家都在嘗試復(fù)原，如果我們不把這件事做好，那就是罪過。從原理上和制作過程上講，這臺(tái)復(fù)原模型貼合史料記載，貼合張衡的基本思想……這臺(tái)地動(dòng)儀復(fù)原模型代表了現(xiàn)代人的認(rèn)識(shí)，它在現(xiàn)階段是最好的�！�
拓展：歷史人物張衡故事
張衡是東漢中期渾天說代表人物之一，他指出月球本身并不發(fā)光，月光其實(shí)是日光反射，他還正確地解釋了月食成因。張衡得到了很多榮譽(yù)，被一些學(xué)者認(rèn)為是通才。一些現(xiàn)代學(xué)者還將他工作和托勒密(86-161)相提并論。1802號(hào)小行星以他名字命名。下面我們來讀讀他故事!
少年張衡故事
少年時(shí)代對(duì)日月星辰觀察，激發(fā)了張衡努力探索天文奧秘決心。后來他兩度出任中央政府專管天文太史令，在這方面取得了輝煌成就。
據(jù)《辭海》所記：他首次正確解釋月食是由月球進(jìn)入地影而產(chǎn)生;觀測(cè)和記錄了中原地區(qū)能看到2500顆星星，并且繪制了我國第一幅較完備星圖;他創(chuàng)制了世界上第一臺(tái)候風(fēng)地動(dòng)儀;創(chuàng)造了指南車、自動(dòng)記里鼓車和能飛行數(shù)里木鳥。
渴求知識(shí)張衡總是感到自己知識(shí)不足，不滿17歲時(shí)，他辭別父母獨(dú)身一人到外地訪師求學(xué)。在古都長安，他游覽了當(dāng)?shù)孛麆俟袍E，考察了周圍山川形勢(shì)、物產(chǎn)風(fēng)俗和世態(tài)人情。在當(dāng)時(shí)京都洛陽，他結(jié)識(shí)了不少有學(xué)問朋友，其中有一個(gè)叫崔瑗，精通天文、數(shù)學(xué)、歷法，還是很有名氣書法家。張衡登門向他求教。
正是由于他這種虛心好學(xué)精神使得他在各方面獲益匪淺。除了在天文學(xué)方面有杰出成就外，在地震學(xué)研究上也是舉世矚目，他創(chuàng)制候風(fēng)地動(dòng)儀比歐洲相類似儀器問世早1700多年。他還是東漢六大畫家之一，他寫《二京賦》“精思博會(huì)，十年乃成”，為人們所津津樂道。
關(guān)于張衡：
張衡家族世代為當(dāng)?shù)卮笮�。他祖父張堪，自小志高力行，被人稱為圣童，曾把家傳余財(cái)數(shù)百萬讓給他侄子。光武帝劉秀登基后張堪被任命為蜀郡太守，隨大司馬吳漢討伐割據(jù)益州公孫述，立有大功。其后又領(lǐng)兵抗擊匈奴有功，被拜為漁陽太守。曾以數(shù)千騎兵擊破匈奴來犯一萬騎兵。此后在他任期內(nèi)匈奴再也沒有敢來侵?jǐn)_。他又教人民耕種，開稻田八千頃，人民由此致富。所以，有民謠歌頌他說:"張君為政，樂不可支。"張堪為官清廉。伐蜀時(shí)他是首先攻入成都，但他對(duì)公孫述留下堆積如山珍寶毫無所取。蜀郡號(hào)稱天府，但張堪在奉調(diào)離蜀郡太守任時(shí)乘是一輛破車，攜帶只有一卷布被囊。
張衡像他祖父一樣，自小刻苦向?qū)W，少年時(shí)便會(huì)做文章。16歲以后曾離開家鄉(xiāng)到外地游學(xué)。他先到了當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)文化中心三輔(今陜西西安一帶)地區(qū)。這一地區(qū)壯麗山河和宏偉秦漢古都遺址給他提供了豐富文學(xué)創(chuàng)作素材。以后又到了東漢都城洛陽。在那兒，他進(jìn)過當(dāng)時(shí)最高學(xué)府太學(xué)，結(jié)識(shí)了后來著名學(xué)者崔瑗，與他結(jié)為摯友。張衡興趣廣泛，自學(xué)《五經(jīng)》，貫通了六藝道理，而且還喜歡研究算學(xué)、天文、地理和機(jī)械制造等。但在青年時(shí)期，他志趣大半還在詩歌、辭賦、散文上，盡管他才高于世，卻沒有驕傲之情。平常從容淡泊，不喜歡與俗人相交。
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