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方舟子对候风地动仪的非议真偏激

已有 1432 次阅读2019-4-23 20:27 |系统分类:科技教育分享到微信


      前几年,方舟子又找到了打假目标,那就是千年前的候风地动仪,方舟子说候风地动仪是个摆设,从某种意义上说,这话原本不错,却是废话一句。因为各种古代文物现在多半都是摆设。越王剑曾经在春秋时代风光一时,现在怎样,还能在战场上当武器吗?只能放到博物馆当摆设。候风地动仪作为历史文物看,莫说是复制品,就是真品流传到今,也只能当摆设。用现代人的观点说它无法适应现代测振的需求,这也不稀奇,但要一棍子把候风地动仪打死,方舟子的棍子不灵便。
      这首先是因为,根据史书记载,候风地动仪的原理是科学的。据记载:这种装置“以精铜铸成。圆径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,旁行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因此觉知。”在上述描述中,“中有都柱”四字非常关键,这说明候风地动仪的发明者张衡已经掌握了用单摆一类的惯性器件测振的原理,而现代广泛使用的机械式拾振器都以摆作为惯性测振元件。所以候风地动仪从原理上看,是科学的,中国人能在接近两千年前的汉代,制作出一种能感知低裂度地震的仪器,这一成就是伟大的,因此是方舟子无法打倒的。
      其次,就是候风地动仪的灵敏度,能否确保在洛阳检测到千里之外的陇西发生的地震。使用摆式构造的测振仪器,摆的质量越大其灵敏度越高,候风地动仪是铜制的,“圆径八尺”,这是个很大的装置,其中起测振作用的摆式“都柱”的尺度和质量都应该很可观,因此应能有比较精确地测振能力,对这一点可以质疑,却不能完全否定。
      尽管有记载,说候风地震仪测到了陇西地震,但也可以对这一事件进行怀疑。因为其一,史书上(既使是正史)往往有夸大其词的描述。比如说,《史记》中对刘邦的记载:“高祖,沛丰邑中阳里人,姓刘氏,字季。父曰太公,母曰刘媪。其先刘媪尝息大泽之陂,梦与神遇。是时雷电晦冥,太公往视,则见蛟龙於其上。已而有身(怀孕了——辉山兰狐注),遂产高祖。”用现代的唯物观点看这段描述,只能认为刘邦不是人,是个人和蛟龙杂交的野杂种。这种夸大其词的史书描述不胜枚举,所以现在推测史书对候风地动仪的功能描述有夸大,也不算不尊重历史。既使候风地动仪的上述记载是真,说候风地动仪灵敏到能检测到千里外的陇西地震(现在中国地球物理工作者根据地貌等根据推断,那次地震的震级是6又3/4级),也可能是偶然事件。因为测振仪越精密,受周围环境的干扰越强,必须排除掉周围环境对测振的干扰才能确认测振成功。辉山兰狐的一个朋友从事结构的震动试验,他告诉辉山兰狐说,他们用的仪器很灵敏,连附近有人走路对地面产生的震动都能反映出来。由此可见,即使候风地动仪有感知陇西地震的能力,怎样去排除洛阳城车颠马行对仪器的干扰,必须有严格的技术措施。当代地震台都把测振仪器放置到干扰尽可能少的很僻静的山洞或地下室中,并放置到刚度很强的基座上,所以能记录到全球的大地震。对候风地动仪如何排除干扰这一关键措施在史书上没有记载,所以质疑那次测振成功的真实性是可以的,事实上,后来人对此质疑者甚多。尤其是候风地动仪对地震方向的测定描述,简直就像讲述童话故事,不足为凭,因为准确地测定远方地震方向的技术很复杂,不是候风地动仪能办到的,从技术可行性的角度看,凭借一个龙口中掉下一粒珠子来测定地震方向,不可信。2008年《新京报》对候风地震仪的地震方向测定的质疑很客观,现引述如下:“根据地震波的传播机理,候风地动仪是不太可能做到‘验之以事,合契若神’的。地震发生时,从震源会发出两种波:一种叫P波,是纵波,它引起的物体震动方向和波的前进方向一致;一种叫S波,是横波,它引起的物体震动方向和波的前进方向垂直。P波的速度比S波快,因此最先到达地面,形成地震波中的初波。据初波的震动方向就可以知道震源方向。但初波非常微弱……P波携带的能量只占地震波全部能量的一小部分。如果候风地动仪能敏感到对“第一哨”初波就做出响应,那么足以有许多别的和地震无关的震动,比如在它附近跺脚,能引起它的反应,从而让人误把许多不是地震的震动也当成是地震。但如果要让候风地动仪保持一定的‘迟钝’性,它又有可能无法‘感觉’到地震的初波,直到之后的各种波陆续传来时才被‘惊醒’,可是这些迟来的波的震动方向已经完全不能代表震源的方向了。”
      辉山兰狐主要强调的是,对古代的成就进行分析研究是必要的,但要全面地历史地看待历史成就。在汉代的科技条件下,能够制作出能感知地震的仪器,本身就很了不起,是实实在在的世界第一,张衡的原创仪器没有流传下来,流传下来的只有不到200字的文字记载。把这一了不起的科技成就一代一代地传给后人,借以提高民族自尊心,是无需质疑的。介绍候风地动仪又不用繁琐地说明测振仪器的原理,用图示是合情合理的,把复制品的照片编进教材中,也应给予理解,而不能对此事肆意歪曲和进行攻击,若把质疑候风地动仪作为个人炒作的原料,那更是一种卑鄙的行为。

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