1  地动仪是历史的真实

1.1  史料记载不是孤证

 

范晔从南北朝宋文帝元嘉九年（公元432年）开始撰《后汉书》，历时13年完成，其中的《张衡传》196个字一直是介绍地动仪的经典依据。新的研究表明：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，记有地动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》，范晔445年的《后汉书·顺帝纪》，以及南北朝（陈）虞荔（约561年）的《鼎录》中的16个字，它们分散于8种古刻版史料之中（图2 ）。与范书相比，记载的时间提早了140年，文字量增加到254个汉字，技术内容更加准确和丰富。成为新版地动仪复原研究的史料依据。

应该指出，张衡地动仪的真实性和可靠性，是个原则问题。文字不丰富，是历史研究的普遍特点。历史越久远，文字越稀少，稀少不能成为否定论的依据，况且目前掌握到的文字记载还不是孤证。恰恰在这点上，所有的否定论者都没有利用和研究新的资料，他们的质疑都拿不出史料和考古上的依据。

1.2  古籍文字是科学实践的经验总结

地动仪是地震学的一个测震仪器，它对地震波的反应便会表现出专业属性。对史料仅作文字解读（即训诂）远远不够，务必理解文字深层的技术内涵。比如，主观认定地动仪是对纵波（P）的反应进而设计相应的复原模型，就是个典型的闭门造车。

专业解读的结果是，史料中的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（冯锐等，2006）。这些内容涉及到地动仪的几何尺寸、内部结构的（柱、关、道、机、丸）五部分、对地震面波（R ）的水平响应和机械牵动次序、与地震的关系、实际测震的反应效果。所推算出的3个限制性参数分别是：仪器外径和通高分别为2～3m；地面位移量2～4mm；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1 Gal。这些内容已经涉及到了测震学上的专业细节，多项参数彼此吻合，能够与现代地震学的理论与观测事实符合，决不是史学家能够杜撰抑或编造出来的。

这说明，地动仪肯定正常工作过，史料文字客观地、准确地记载了仪器的内部结构，如实地写清了所观察到的现象。尽管，张衡本人并不会，也不可能理解其中的物理机制和参数关系。

1.3  考古结果有旁证

张衡地动仪置于京师洛阳城南1km的灵台进行观测。中国社会科学院考古所于1975年对灵台地基进行了考古发掘（图3），我们2003年以后又对灵台的地震地质条件做了3次现场踏勘。地动仪置放在灵台西侧的第二层平台的两间观测室的北间（图4），室内长10m，宽2.2m，高出地面2m，该房间的地面处理很特殊，是灵台唯一的铺设了两层2×2汉尺大方砖的地面，局部形成了十汉尺见方的坚实地基（图5），刚刚容下“圆径八尺”的地动仪，故蟾蜍只能为器足。

高台地基对地震波有结构性放大作用，加速度可能接近1 cm/s²，对测震十分有利。根据对台基土样的测试分析，可推算出地动仪的总重仅为几吨重。此外，司马彪《续汉书Ÿ百官志》刘昭注引《汉官仪》的记载，灵台的编制共43人，除了台承主理全面工作外，其余42人实施6项观测：“十四人候星，二人候日，三人候风，十二人候气……”。这里的“候风”二字系指气象观测，很难与范晔《后汉书》中的“候风地动仪”的称谓扯上关系。毕竟，在二千年的其他各种史料里，无论在范晔之前抑或之后的各种文献中，都仅仅使用“地动仪”3个字的称谓。

 

1.4  出土的汉代酒尊符合史料记载

史载地动仪“形似酒尊，其盖穹隆，饰以篆文、山龟鸟兽之形……，下有蟾蜍承之。”

全国自1962年后出土了几十件汉代酒樽，有2件还镌刻着“酒樽”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12件温酒樽恰恰都具有穹隆状顶盖，下有器足承托，表面有山龟鸟兽的纹饰，几乎活脱脱地展现出了史书对张衡地动仪的描述（图6）。从物理学上看，这种上小下大的造型，无需任何改动就已经非常适合于悬垂摆工作了，稳定性也十分好。这说明，史料记载得到了考古发掘和出土文物的支持，早期各种复原模型的猜测造型显然不能再用了。