150課:聰穎張衡、靈憲閃耀、渾天地動、卓技異巧
“把今天的課的內容念一下。”鴻哥說道。
“‘聰穎張衡、靈憲閃耀、渾天地動、卓技異巧’。——鴻哥,今天的課讀起來總覺得有點怪怪的?”鶴弟提出了疑問。
“何怪之有?”
“換韻了。以前的課全押‘a’韻,今天怎麼換‘ao’韻了?”
“‘a’韻已經用了86個不同的字,剩下的實在挑不出能用的了。寫千字文重要的就是不能重字,這個問題以後還會講到。——關於張衡知道多少?”
“張衡(公元78年-139年),字平子,南陽西鄂(今河南南陽市石橋鎮)人,漢族,中國東漢時期偉大的天文學家,爲中國天文學、機械技術、地震學的發展做出了不可磨滅的貢獻;在數學、地理、繪畫和文學等方面,張衡也表現出了非凡的才能和廣博的學識。張衡是東漢中期渾天說的代表人物之一,他指出月球本身並不發光,月光其實是日光的反射,他還正確地解釋了月食的成因。1802號小行星以他的名字命名。——其他的我就不大清楚了。”
“張衡還寫了一部偉大的天文學鉅著叫《靈憲》。該書全面闡述了天地的生成、宇宙的演化、天地的結構、日月星辰的本質及其運動等諸多重大課題,將古代中國的天文學水平提升到了一個前所未有的新階段,使中國當時的天文學研究居世界領先水平,並對後世產生了深遠的影響。‘渾天’指揮天儀;’地動’指地動儀。地動儀爲張衡贏得了世界聲譽。《漢書·張衡傳》對地動儀有明確記載:‘陽嘉元年,復造候風地動儀。以精銅鑄成,員徑八尺,合蓋隆起,形似酒尊,飾以篆文山龜鳥獸之形。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。其牙機巧制,皆隱在尊中,覆蓋周密無際。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。驗之以事,合契若神。自書典所記,未之有也。嘗一龍機發而地不覺動,京師學者鹹怪其無徵。後數日驛至,果地震隴西,於是皆服其妙。自此以後,乃令史官記地動所從方起。’”
“鴻哥,張衡造的地動儀到底管不管用啊?”
“這個,我們先不談。張衡製造的地動儀早已毀於戰火中,已經沒辦法驗證了。1936年,燕京大學研究生院歷史專業的學生王振鐸,畫出了第一套自己復原的地動儀模型圖稿,並在1951年根據‘直立杆’模型的工作原理進行推斷,做出了張衡地動儀的展覽模型,陳列在中國歷史博物館。這一模型廣爲流傳,但其真實性和工作原理一直受國內外科學家質疑。最先提出來質疑的是奧地利學者雷利伯,他在《張衡:科學與宗教》的一書在尖銳指出,王振鐸仿造的那個模型根本就不能測地震,由此推斷,張衡製造的那個地動儀也是聾子的耳朵——擺設。
1972年,日本學者關野雄用計算否定了‘直立杆原理’。
1983年,荷蘭的斯萊斯維克、美國人賽維也提出王氏模型不能成立,並從根本上否定了直立杆原理。
1984年,美國地震學家博爾特院士更是不客氣地指出:‘中國目前最流行的地動儀模型工作原理模糊,模型簡陋粗糙,機械磨擦大大降低了靈敏度,對地震的反應低於居民的敏感,其作用應予以質疑,而且利用銅丸的掉落方向來確定震中也是不確定的。’
提出質疑的,還不止外國人。
1976年,作爲王振鐸的老朋友,中國地震學的奠基人傅承義院士當面向他指出了1951年版本地動儀的原理性錯誤,並說了一句讓人挺尷尬的話:‘房樑下吊塊肉都比你那個模型強!’”
“這麼說,張衡的那個所謂的地動儀,還真是個無用的玩藝呀!?”鶴弟很焦急地說。
“下這樣的結論還早。科學不是怕質疑的,怕質疑的東西就是不科學的。有一個叫馮銳的人,開始了艱難複製張衡地動儀的工作。1966年,邢臺發生地震,馮銳是中國科技大學的二年級研究生。他們這批學生在第一時間趕到災區,幫助抗震救災並印發各種宣傳震時逃生的小傳單。傳單其中一條,是建議老百姓在房間裡倒立一個酒瓶子,如果瓶子倒了,就是地震來了,馬上出逃。
一晃兒,時間就到了2002年。某日,《防災博覽》雜誌的編輯武玉霞,找到了馮銳,問他爲什麼在一篇地震科普文章中寫‘地震沒地震,擡頭看吊燈’,而他早年散發的傳單卻是教人們倒立酒瓶子?
當時的馮銳,已經是中國科學院的教授,但他被這個問題給問住了。
武玉霞之所以問馮銳,還有一個更深層的原因——馮銳在文章中寫到,張衡的地動儀是世界上最早的驗震器。
而酒瓶子和吊燈,恰恰指向了這個問題的根本所在:按照王振鐸仿製的版本,張衡地動儀的原理是‘直立杆’原理,就是酒瓶子原理,而吊燈的原理,卻是‘懸垂擺原理’。
倒立酒瓶子,也就是‘倒立杆’原理有兩大弊端:一,外界一有震動,哪怕不是地震,也會倒;二,就算倒下,也無法知道地震的方位。
這恰恰和《後漢書》中記錄張衡地動儀的描寫是完全相悖的。
難道是張衡的地動儀確實錯了?
馮銳回憶當時自己的感受:我作爲一個地震學家,一直引以爲自豪的,就是地震儀器的鼻祖張衡。如果他真的錯了,從感情上說,我是很難接受的!
馮銳的感情,其實代表了很多中國人的感情。
2005年3月,馮銳的課題組拿着複製出來的地動儀,開始接受全面的檢測。經過連續7天168小時的強幹擾實驗,新複製的地動儀,數據準確,且沒有一次誤觸發。這個模型,終於得到了考古界和科技界的一致認可。”
“這還差不多!”鶴弟長長地出了口氣。
“可能,還會有人質疑下去,這是個好現象。不能質疑的是宗教,因爲它只是宣佈真理,不許要證明;而科學是發現與證明真理,錯了就是錯了,來不得半點虛假。因此,當個神父之類的人是比較輕鬆的,上帝怎麼說你就怎麼說就完了。而當個科學家是則不然,既要有質疑的精神,更要有實是求是的精神!”
“我長大了還是想當科學家!”鶴弟堅定地說。
“有這個願望是好的,那就要打好科學的基礎!”鴻哥鼓勵說。