张衡地动仪的发明是社会发展提出的需要
远古的中国一直把日蚀和地震紧紧地联系在一起,视为天地合一的灾异。而我国的地震活动,确实存在着在朔望期(即阴历初一、十五前后)增强的规律。西周伯阳父首次提出“阳伏而不能出,阴迫而不能蒸,于是有地震”(《国语•周语》),对后世产生了深远影响。至于阴阳为什么不合,在汉代是用“天人感应”即“天诫论”来诠释的。公元前70年6月1日洛阳地震,西汉宣帝刘询成为中国历史上第一位因地震下“罪己诏”的皇帝,首次举行了一系列祭天祀地的隆重礼仪,甚至改年号为“地节”——祈盼地震节制。同类事件在汉朝共有过16次。地震灾害,把百姓的生活和政权的稳定紧紧连在了一起。
张衡(78-139年)生活的时代,地震活动频繁,公元105年以后几乎每年发生一次地震。张衡115-120年任太史令期间做地形图、小浑仪、浑天仪、漏水转浑天仪,写了《浑仪图注》《漏水转浑天仪注》《灵宪》《灵宪图》《算罔论》《日食上表》等大量科学文章。只是因为临朝15年的邓太后于121年去世,安帝亲政,张衡才被调任公车司马令去做行政杂务。但他的兴趣并不在官场,5年期间只写了赞赏安帝的《东巡诰》《羽猎赋》《舞赋》几篇浮华之文。对一直赏识他的特进邓骘提出了请求:“蓬莱,太史之秘府,道家所贵。衡再得当之,窃为幸以”(张衡《与特进书》),蓬莱乃指东观。希望复职太史令,居朝而游离于政,继续做学术研究。孰知安帝对朝廷官吏的调动,旨在依靠宦官、清除外戚(邓太后),邓骘乃邓太后之兄,他的特进或车骑将军的官位本在汉官中向无此名,自邓骘为始,位同三公。邓骘父子遂绝食而亡,未能解决张衡的要求(《后汉书•安帝纪》,《后汉书•邓骘传》)。
125年安帝去世,经宫廷政变废掉北乡侯刘懿之后,11岁的济阴王刘保于同年11月登基为顺帝。未料当年12月15日再次地震,京师及周边16个郡城均有大范围的震感,颇有损失。当时的顺帝显然还不敢像汉宣帝那样对地震讲出“朕以不德,无以统奉社稷”之言。126年京师又瘟疫,时任公车司马令的张衡有《大疫上疏》,当邀顺帝亲顾。是年,编纂汉史《东观汉纪》的刘珍去世,生前曾“上言请(张)衡参论其事”,推荐张衡继续完成修史。面对地震、瘟疫和修史三件都涉及到太史令职责的紧迫大事,调张衡重任史官,既合理也遂了张衡的多年夙愿,只是导致了他十余年的官禄未能升迁。张衡的赴任显然是对顺帝的及时支持,届时曾作《应间》:“余去史职五载而复还,非进取之势也”“君子不患位之不尊,而患德之不崇;不耻禄之不夥,而耻智之不博”。
有趣的是,张衡上任后,地震活动忽然转为平静。任期内,仅在128年2月22日发生过一次强烈地震(陇西,震级6½),财产损失和人员死伤都很严重,顺帝仍未做自谴,仅安排了赈济灾民、免田租口赋,震后3个月才派遣光禄大夫到汉阳、陈留等5个郡巡视震灾。现在看来,这次地震可能对地动仪的发明起到至关重要的推动作用。4年后的8月份,地动仪创制成功。这是他第二任史官的6年间所做的惟一件大事——地动仪,别无华章。估计研制工作的投入量十分巨大、铜材消耗也不少,自是顺帝对他的某种回报和支持,地动仪的成功自然也要写入《后汉书•顺帝纪》中。据《浑仪图注》,张衡在制浑天仪之前先做过小浑仪,以针和薄竹篦制成模型,取得经验后才铸造成漏水转浑天仪。地动仪的研制更少不了简易模型的试验,史载“验之以事,合契若神”可能暗指于此。 这里既有张衡的个人贡献,也有灵台学者和工匠们的心血,能在谶纬神学极盛的东汉时代得以实现,确实伟大,引起当朝的一片喜悦;“来观之者,莫不服其奇”“自古所来, 书典所记, 未常有也” 。
古代的中国是靠神学来解释自然灾害的。迷信图谶的汉光武帝在公元46年地震后也曾下罪己昭,并在去世前一年(公元56年)东赴泰山封禅,改年号中元,“初起明堂、灵台、辟雍,及北郊兆域。宣布图谶于天下”。于是灵台自公元59年开始启用,“宗祀光武皇帝于明堂,以配五帝。礼备法物,乐和八音….事毕,升灵台,望元气,吹时律,观物变。”(《后汉书》)事实上,远自夏商周灵台便具有观象和祭天的双重功能,东汉著名经学家郑玄(127-200年)对《诗经•大雅•灵台》作笺“天子有灵台者,所以观祲象、察妖祥也。”祲,阴阳相侵。被奉为国教的谶纬之学进一步强化了迷信观念。
无论后人对发明地动仪的动机有何种推测,它同浑天仪的发明一样——“观祲象、察妖祥”——观测自然、辨明凶吉的首要任务是时代所要求而不能推托的,都属“天人感应”主导理念下的科学行为。目的是对天地合一的灾异实现神圣的知晓、明示和解脱,为国事占卜凶吉。这里,科学和迷信混为一体,唯物观测和宗教崇拜混为一体。张衡的科学实践超越了时代,但他的思想认识顺从了迷信。史料表明,张衡确实一直是用“妖星见于上,震裂着于下,天诫详矣”对地震进行的解释,顺帝也是依他所报的凶吉祸福实施的安排。另外,汉代对地震等自然灾害的处理方式,多为祭祀祈祷、少为减免赋税,极个别的才赈济赐钱。有些人推测地动仪的发明是朝廷想要快速定震中以掌握全国动态、及早采取抗震措施、甚至是“为了深入探讨地震成因和其他规律”等,恐怕属现代意识的套用,脱离汉代实际。
张衡做了太史令以后,为了工作上的需要,制造了一个叫做浑象的仪器。浑象是一种天文仪器,是观测星象、确定节气和了解其他天文现象用的。张衡的浑象是古代比较精确的天文仪器。接着,张衡又发明了观测地震用的地动仪。东汉时,我国经常不断地发生地震。那时人们不懂科学知识,以为地震是鬼神发怒了在显灵。张衡是个科学家,不迷信鬼神,他认为地震是一种自然灾害,人们应当研究地震的规律,地动仪就是为了充分掌握地震的情报而发明的。
地动仪制造成功以后,放在京城洛阳一间观测地震的屋子里。有一天,西北方的龙头突然张嘴吐出铜球,掉到了蟾蜍嘴里,说明西北方向发生了地震。可是当时住在洛阳的人并没有感觉到发生地震。这样,人们就怀疑起来了,都说张衡的发明靠不住,地动仪这东西不准确。过了几天,陇西地方(令甘肃)派人赶到京城洛阳来报告,说几天以前他们那里发生了地震。双方一查对日期,正好就是地动仪上龙头吐出铜球的那一天。人们这才相信张衡发明的地动仪是准确可靠的。
张衡发明的地动仪是世界上第一架记录地震的仪器,欧洲在公元1880年才制造出类似的仪器,比张衡晚了1700多年。
这都不知道啊,在五年级下册品社课本里有,自己找答案吧!