方舟子：再說張衡的地動儀是否管用

　　《張衡的地動儀管用嗎?》發表后，有記者詢問主持2005年地動儀新復原模型的地震局研究人員的看法，答曰：“方舟子對地震這個領域并不了解。”至于如何不了解，卻沒有講出個所以然來。實際上我那篇文章并沒有涉及高深的地震學知識，依據的只是事實判斷和史料。了解地動儀復原模型的工作原理，只需要掌握物理學和地震學的常識即可，而這些常識恰恰是張衡所不具備的，我們倒是完全可以說：“張衡對地震這個領域并不了解。”為什么地震局研究人員反而如此信任張衡能夠研制出管用的地動儀呢？

　　從張衡留下的文字敘述看，他對地震的認識，并沒有超出當時的中國學者。中國古人根據“天人合一”的思想，把地震視為天譴，因此每次較大的地震發生后，皇帝都要罷黜一些官員，甚至下罪己詔做自我批評。正是這個原因使得正史很重視有關地震的記載。在現在看來這是一種迷信，但張衡對此深信不疑，幾次借地震發生之機批評時局。張衡首先是個政治家、高官，他研究天象、地震，并非純粹的科學探討，而可能是出于政治目的，也就是他說的：“妖星見于上，震裂著于下，天誡詳矣。”

　　中國古人不可能知道地震是地殼板塊運動的結果，他們只能是根據陰陽學說來解釋地震。張衡被《后漢書》稱為“陰陽之宗”，對地震的認識也局限于此。根據陰陽學說，天是陽的、動的，地是陰的、靜的，張衡在《靈憲》一文中說：“天體于陽，故圓以動，地體于陰，故平以靜。”那么本來是靜的大地突然動起來，發生了地震，就是陰陽不和、動靜無常，是因為陰氣（地氣）太盛，侵犯了陽氣（天氣）。

　　張衡在制作地動儀時，只能根據他對地震的這些玄虛的認識來設計。地動儀的全稱叫“候風地動儀”，候風，就是觀測風向，風是氣的流動引起的，候風就是為了觀測氣的變化。地震發生時陰氣上泄，而氣彌漫宇宙之間無處不在，即使在遠離地震的地方感覺不到地動，也能通過觀測氣的變化知道地動，所以叫“候風地動儀”，這應該就是張衡的設計思路。

　　對地動儀的描述不足200字，除了無關緊要的外觀、裝飾描寫，與儀器構造、工作原理有關的只有這幾句話：“中有都柱，傍行八道，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。……如有地動，尊則振龍，機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。”這是很簡明的文言文，并不難理解，大意是中間有一根大柱子，周圍伸出8條道，裝著機關。外面相應地有8條龍，含著銅丸，下面有蛤蟆張嘴對著。地震時龍被震動，機關發動，銅丸掉進了蛤蟆嘴里。只有一條龍的機關被發動，其他7條龍不動，所以能知道地震發生的所在。

　　這個構造就體現了“候風”的思路。為什么要有8條道？因為古人認為風有8個方向，以八風對應八卦之氣。用直立的柱子來監測地震，這是人們首先能夠想到的。直到今天，許多人還會無師自通地想到用倒立的瓶子來監測地震。但是這種做法的缺陷是抗干擾能力很差，無法區分是地震引起的震動還是建設、車輛、行人等引起的震動。把地動儀放在僻靜的靈臺上由專人守候固然可以避免周圍的干擾，但是稍遠一點地方的干擾仍然是無法避免的。如果地動儀能夠監測到幾百公里外的地震，那么幾公里、幾十公里外的干擾也有可能讓它出現反應。即便地動儀只對地震發生反應，它也不可能只倒向某個特定的方向。前人的實驗表明，這種直立柱在地震發生時會隨機倒向任何一個方向。

　　直柱式的儀器沒法用來監測地震，如果改成懸垂擺，抗干擾能力強，倒是可以監測地震，近代地震儀器就是這么設計的。地動儀新復原模型的設計者據此認為地動儀用的就是懸擺式，聲稱“中有都柱”指的是中間懸掛大柱子，但是那樣就應該寫成“中懸都柱”才對，否則沒有人會讀出懸掛的意思。何況，懸擺一晃動起來，各個方向都可能，怎么可能只限于“貼近行的微小側向位移”（復原者對“傍行”的創造性解釋）向8個方向（？如果是立柱，倒是可以設計只倒向8個方向）

　　張衡沒有物理學和地震學知識，也沒有做模擬實驗的條件，甚至連實驗思想都不會有（標志著現代科學誕生的實驗思想是在歐洲文藝復興時期出現的），我們有什么理由相信他制造出了管用的地動儀？非用根據現代科學知識和實驗條件替他復原出一個管用的地動儀不可？也許以后通過反復摸索、實驗能夠制作出一個管用的地動儀模型，也不能證明張衡的地動儀就管用。就像復原者為了說明地動儀管用，牽強附會地挖掘出了一次“隴西地震”，他們對地動儀的復原，也是根據物理學、地震學知識和近代地震儀器，經過反復實驗，先入為主地曲解歷史記載，卻又反過來要說明地動儀與近代地震儀器有繼承關系，“張衡的科學思想和成功實踐曾經在19世紀末現代地震學起步階段發揮過重要的思想啟迪作用”。中國古人曾經有過許多偉大的發明創造，即使地動儀的作用無法證實或被否定，也不能抹殺中國古代文明的燦爛。地動儀是否管用，與中國古代文明是否燦爛無關，而與歷史記載是否可信、學術研究是否嚴謹有關。