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中国古代的地震测报和防震抗震

[作者:唐锡仁]  [2007/8/3]
我国是一个地震比较多的国家。几千年来,我们的祖先顽强地和地震灾害进行斗争,留下了历史悠久的地震记录,创造了世界上第一架地震仪,观察记载了大量的地震前兆现象,积累了许多防震抗震的经验和知识,在地震测报和防震抗震的领域,取得了辉煌的成就。

我国记录地震开始很早。晋代出土的《竹书纪年》记载有帝舜时期“地坼及泉”、夏桀末年“社坼裂”的现象,可能是关于地震最早的记载。战国时期晚期(公元前三世纪)的《吕氏春秋·季夏纪》里记载了“周文王立国八年①,岁六月,文王寝疾五日,而地动东西南北,不出国郊。”这一记载明确指出了地震发生的时间和范围,是我国地震记录中具体可靠的最早记载。此外,在《诗经》、《春秋》、《国语》和《左传》等先秦古籍中都有关于地震的记述,保存了不少古老地震记录。从汉代开始,地震就作为灾异记入各断代史的“五行志”中了。宋元以后地方志发达起来,地震也被作为灾异记入志中,地震史料大大增加。除了这些官修的正史,方志外,许多私人写的笔记、杂录、小说和诗文集中也有地震的记载,而且往往附有生动的描述。历代的一些“类书”,如宋代编的《太平御览》、清代编的《古今图书集成》等,还按分类收集了不少地震资料。此外,碑文中也有历史地震的记载。

我国历代积累下来的地震记录,是一份十分珍贵的历史遗产。解放以后,我国的一些史学和地震工作者,共同搜集整理这份历史遗产,翻阅了八千多种文献,从中摘出一万五千多条地震史料,经过审核考订,获得了从公元前1177年到公元1955年止的八千一百多次地震记录,其中发生五到五·九级地震一千零九十五次,六到六·九级地震四百十次,七到七·九级地震九十一次,八级以上地震十七次。这样悠久而丰富的地震记录,具有重要的科学价值,已经受到国内外地震科学工作者的广泛重视。我国的地震工作者利用丰富的历史地震资料,编制各种地震图表,进行各种数理统计,在我国地震区域划分、地震预测预报和国民经济建设合理布局等方面,提供了重要的科学依据。

在不断记录地震、积累地震知识的基础上,东汉时候杰出的自然科学家张衡发明了世界上第一架观测地震的仪器——地动仪。张衡一生中遇到过好多次地震。据统计,从汉和帝永元四年(公元92年)到汉顺帝永和四年(公元139年)间,京师(洛阳)和陇西发生地震二十次。其中大约有六次是破坏性地震。张衡是河南南阳人,又在当时的首都洛阳工作,所以对于那许多次地震,他有不少亲身体验。另外,张衡担任过太史令的官职多年,不但掌管天文,而且地方上发生地震上报以后,也都由他记录下来。为了掌握各地发生的地震情报,他感到很需要有仪器来进行观测。正是以上情况促使张衡经年累月、孜孜不倦地研究这个问题,终于在汉顺帝阳嘉元年(公元132年),创造了世界上第一架地震仪,在人类和地335                                                                  震作斗争的历史上写下了光辉的一页。

关于这架仪器,《汉书》中记载:“地动仪以精铜制成,圆径八尺,合盖隆起,形似酒尊。”(酒尊就是酒坛。)里面有精巧的结构,主要是中间的“都柱”(类似惯性运动的摆)和它周围的“八道”(装置在摆的周围和仪体相接联的八个方向的八组杠杆机械),外面相应设置八条龙,盘踞在八个方位上。每个龙头的嘴中含有一个小铜球,每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果什么地方发生了比较强的地震,传来地震的震波,“都柱”偏侧触动龙头的杠杆,使处在那个方位的龙嘴张开,铜球当啷一声掉在下面的蟾蜍口里。这样,观测人员根据铜球“振声激扬”而知道在什么时间什么方位

发生了地震。地动仪制成以后,安置在洛阳,并且观测到了永和三年(公元138年)陇西发生的一次六级以上的地震,开创了人类使用科学仪器观测地震的历史。

由于封建王朝的统治者对于科学技术上的发明创造素来不加重视,所以张衡在地震方面的研究和发明得不到他们的支持,地动仪创造出来以后,不仅没有得到推广使用,就连仪器本身也没能受到保护而留存下来。这是科学技术史上的一个重大损失。尽管这样,张衡地动仪是湮没不了的,它的灿烂夺目的光辉一直吸引着人们的注意。张衡之后的一些科学家,对地动仪的装置和原理,不断写过一些著作,进行记载和论述。并且由于张衡地动仪是当时世界上遥遥领先的伟大发明,所以它对国外也是有影响的。有人认为张衡地动仪里面摆的构造设计可能在隋唐时期传到了波斯(今伊朗)和日本。至于《后汉书》中关于地动仪的记载,从十九世纪以来,不断被译成许多种外文,传播于世界。到了近代,我国和外国的一些科学工作者对张衡地动仪进行研究复原,由我国复原的地动仪现在陈列在中国历史博物馆,成为向广大群众进行宣传教育的生动材料。张衡地动仪经过中外学者的研究,一致给予很高的评价,认为它是利用惯性原理设计制成的,它的基本构造符合物理学的原理,能探测地震波的首先主冲方向。和外国相比,张衡地动仪要比西方类似仪器的出现,早约一千七百年。

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