◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.dropin.org)(xys-reader.org)◇◇ 候风地动仪真能记录地震吗? 文/刘夙   谁发明了世界上第一台地震仪(记录地震的仪器)?也许很多中国人都会回 答:张衡。的确,长期以来,我国的中小学教科书和科技史著作一直在宣传,东 汉的张衡在公元132年制造的“候风地动仪”能够准确记录地震,比西方第一台 地震仪(由意大利人路吉·帕米里在1856年制造)早了1700多年。有的甚至说, 候风地动仪可以“预测地震”云云。   然而,认真推究的话,这些说法都是很成问题的。今天,史书中有关候风地 动仪的记载,仅见于《后汉书·张衡列传》。这一段记载只有区区196字,其中 描述地动仪内部结构的内容更只有“中有都柱,傍行八道,施关发机”这十二个 意义隐晦、众说纷纭的字。以后,北齐的信都芳,和隋朝的临孝恭,也都制造过 地动仪,还留下了相关著作,可惜的是他们的著作在唐以后全部亡佚了。显然, 仅仅根据《后汉书》中的简陋记载,要复原张衡的候风地动仪是根本不可能的; 今天的一切复制品,与其说是对张衡原件的复制,不如说是在史书记载的那些 “约束条件”之下所作的新创造。   尽管如此,《后汉书》的这段记载,还是可以向我们揭示一些有用的信息。   首先,候风地动仪绝不是地震预测仪,因为它只有在地震发生之后才起作用, 只不过比从震区来的驿路使者能更早地通知京城的人士罢了。这就好比我们看到 闪电,就知道接下来很可能会听到雷声,但实际上,在闪电发生时,雷声也已经 同时发生,只不过还没有传到我们耳朵里罢了。   其次,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 的物体振动方向和波的前进方向一致;一种叫S波,是横波,它引起的物体振动 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,形成地面接 收到的地震波中的初波(P就是英文primary“最初的”的缩写)。从理论上来说, 根据初波的振动方向就可以知道震源的方向。   但是,初波总是非常微弱的,因为它只能是从震源直直地(或者因为在地球 内部发生折射而略弯曲)向着地震波接收处地面传播的P波,而这部分P波携带的 能量只占地震波全部能量的一小部分。这就好比很多恒星的总发光量都非常大, 如果全照射到地球上,足以把地球烤化,但因为只有直直地射向地球的光才能被 我们看到,而这部分光只占恒星全部光的一小部分,所以它们看上去才显得黯淡, 还不如一个灯泡亮。   这样一来,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振动——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振动也当成是地震。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振动方向已经完全不能代表震源的方 向了。   更何况,要记录一次地震,有三个要素是必不可缺的:发震时刻,震中位置 和震级(地震强度)。候风地动仪只能记录震中方向,理论上说,几台地动仪 “联网”,也可以测出震中位置;但它却无法记录发震时刻,更无法记录震级。 因此,从现代地震学的角度来看,候风地动仪并不能记录地震,不是地震仪,当 然也就更不可能是“世界上第一台地震仪”了。 2008.05.13于银川 (XYS20080518) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.dropin.org)(xys-reader.org)◇◇