冯锐小组复原的地动仪模型的不足
张衡地动仪的前世今生
张衡地动仪的前世今生 地动仪测震是个传奇？
近日，一场关于“张衡地动仪”真伪的大讨论悄然兴起。支持者从不同角度寻找史据，以求为“张衡地动仪”的来龙去脉正本清源；反对者则认为，目前复原的地动仪均不能测震，史书记载的诸多史据也经不起推敲，因此，地动仪很可能是历史杜撰。
基于此，本报记者辗转数千里——从当年放置地动仪的东都洛阳，到张衡出生地、埋葬地河南南阳，从承担复原地动仪项目的河南博物院，到中国地震界最权威的中国地震局……通过对多位专家学者的探访，去追寻张衡地动仪之谜，试图用扎实的史料还原历史真相。
1 张衡地动仪测震是个传奇？
·张衡地动仪管用吗? 难道只是摆设？
·地动仪惹了谁？千年后遇“舆论震动”
据范晔《后汉书·张衡传》记载，张衡地动仪在地震发生时能够达到“验之以事，合契若神”的效果。一千多年前，张衡是否有能力造出如此高科技的地动仪？检验地动仪神奇的“陇西地震”是否属实？
到2004年底，冯锐又得到了国家图书馆善本特藏库的协助，终于找到了记有张衡地动仪的最早几份古代刻本，除《后汉书·张衡传》外，还有含《续汉书》文字的《初学记》、《事类赋注》、《太平御览·工艺部》、《太平御览·职官部》和《后汉纪》、《后汉书·顺帝纪》等史料，以后又增加了南北朝（陈）虞荔561年所著的《鼎录》。先后共找到8份史料，对地动仪的记载共有254个字。
从洛阳一路南下，行驶三百余公里，便达到南阳城北的石桥镇。放眼望去，一处汉代风格的建筑群在村落中格外显眼。139年，张衡在京师洛阳去世后便被运回他的家乡，安葬在这里。1956年，南阳县人民政府以墓园为基础在这里建立了张衡博物馆，并于1988年被定为国家级重点文物保护单位。
在馆内的张衡成就展览厅内，展示着张衡的生平事迹和张衡发明的地动仪、浑天仪、指南车、计里鼓车等科技成果。展厅外面，竖立着一个高大的地动仪模型。张衡博物馆馆长刘新告诉记者，张衡博物馆内的地动仪模型基本是仿照中国古代科技考古学家王振铎复制的张衡地动仪模型建造的，而且只是个模型，不能测震。
张衡地动仪的历史原貌和现实之争
张衡地动仪的历史原貌和现实之争作者：许文龙来源：《物理教学探讨》2008年第15期在中国历史博物馆，摆放着一件古代的神秘仪器——地动仪。
传说有一天，趴在仪器上的八条巨龙，突然受到大地的振动，龙口内所含铜丸，突然掉落。
数日后快马来报，龙头所指方向，天崩地裂。
然而，这个流传了1800年的神奇传说，却遭到现代科技界的质疑。
奥地利学者Leopold Lee在《Zhangheng,Science and Religion》一书中对张衡地动仪的科学性和张衡对地震学的贡献进行了全盘否定，书中谈到，中国人把这个张衡看成国粹，完完全全是一种民族的想往，不是一种完美的现实。
一石激起千层浪，一时间人们纷纷对张衡地动仪的科学性和真实性进行探讨，那么张衡地动仪究尽是真是假呢？1 历史上的张衡和现实中的地动仪张衡（公元78~139），东汉文学家、科学家，字平子，南阳西鄂，今河南南阳市臣龙区石桥镇人。
家为著名大姓，其祖父曾任蜀郡太守，张衡17岁时游学三辅，后来到京都洛阳，就教于太学，“通《五经》，贵六艺”。
张衡连续做了6年的太史令，一直到安帝建成兴元年（公元121年）。
除了天文学以外，他还在数学、物理和机械制造等方面下了很大的苦功，数学名著《算罔论》及他制造的计里鼓车，指南车等等，都是在张衡就任公车司马令时苦心钻研的结果。
据《后汉书•张衡》记载，地动仪是用青铜铸成的，形状很像一个大酒樽，圆径有8尺。
仪器的顶上有凸起的盖子，仪器的表面刻有各种篆文、山、龟、鸟兽等花纹。
仪器的周围镶着8条龙，龙头是朝东、南、西、北、东北、东南、西北、西南8个方向排列的，每个龙嘴里都含有着一枚铜球。
每个龙头的正下方蹲着一只铜铸的蟾蜍，蟾蜍对准龙嘴张开嘴巴，像等候吞食食物一样。
无论哪个地方发生了地震，传来地震的震波，哪个方向龙嘴里的铜球就会滚出来，落到下面的蟾蜍嘴里，发出激扬的响声。
看守地动仪的人听到声音来检视地动仪，看哪个方向龙嘴里的铜球落入蟾蜍嘴里了，就可以断定地震发生的时间和方向。
候风地动仪揭秘之地动仪的高度
候风地动仪揭秘之地动仪的高度本文将揭开一个巨大的谜底，这是颠覆性的，可能打死你都不信。
张衡的候风地动仪流传下来的记载只有员径八尺这一个确切的数据。
这是表示地动仪的粗细的一个数值。
它为什么不连高度一并给出呢？农夫觉得很可能这个高度不是独立的。
它受到某些因素的制约，屈而从之。
也可能它是高度的某映射的反函数。
地动仪的高度不仅受制于摆的长度，也同样受制于施关发机的限制。
就拿养竹版复原的地动仪来说，假定发机所用的尾锥粗细是10毫米，发机触发行程为0.2毫米。
在理想的情况下，就是设想在张衡时代，干扰可以忽略，我们可以粗略给出地动仪的必须的最小高度。
影响发机的最主要因素是发机行程。
就是从摆锤去被推动关端开始，到牙机脱离为止的位移。
这可能有不同的情况。
分别定义为：1.最短发机行程。
当摆锤尾锥在两龙中间推动时，尾锥已经达到限位处，应该发机成功。
此时尾锥圆和关周围限位圆相切，使得关处仍有一段长度。
这时的发机行程应该是关可移动的最大长度减去这段长度。
2.最大发机行程。
关端外边缘退至限位处。
这是摆尾锥正向推动关极限所致。
3.尾锥行程。
摆尾锥的最大摆幅。
此数值决定了摆长。
间接地决定的地动仪的高度。
我们计算一下这个高度。
仍以养竹版为例，假设：尾锥外圆直径是10毫米，最短发机行程设计为0.2mm，地动不觉的水平加速度仍然沿用0.8cm/s2，摆动比依然选取为1/1000.其余的取常规值。
影响地动仪发机间隙的因素有许多。
其中一条是地动仪的摆锤会不会在地球自转的影响下发生摆动？这个摆动有多大？如果你以摆的悬挂点为参照点看，摆受到三个力，它们分别是mg重力（m是摆锤的质量。
）、f向心力，这个力和纬度有关，可以用向心加速度和m求得。
另一个是摆长l的拉力T。
这些力的作用结果是摆锤不再在悬挂点和地心的连线之上。
由于向心力是一个变力，（方向时刻改变），因此也就不存在平衡问题。
在达到某些约束条件之下，静止的单摆也会在这个环境之下开始摆动。
更何况你不大可能使单摆真正从静止出发，总是有个偏移吧。
1中国古代科技01地动仪
一中国古代科技中国是世界四大文明古国之一，有着渊源流长的历史和博大精深的文化。
在漫漫的历史长河中，勤劳智慧的中国人民曾经在自然科学和技术领域取得了累累硕果。
中华民族具有勤劳、刻苦钻研、重视调查研究的优良传统，富于智慧和创新精神；中华民族是一个包容的民族，各民族间联系和经济文化交流的持续与不断加强、教育不断地发展，培养了从事科技文化事业的人才；中国历史上很长时间实行对外开放政策，中外文化交流不断，中华民族吸收外来优秀文化的精华；同时统一的国家和稳定的社会为中国古代科技的发展提供了良好的社会条件和物质条件。
古代天文学、物理学、化学、地学、医药学以及建筑、纺织、陶瓷、造船、水利建设等方面的杰出成就曾经长时间在世界居于领先地位，举世闻名的造纸术、印刷术、指南针、火药四大发明更是泽被东西、影响深远，促进了整个人类文明的进步。
文艺复兴时期的欧洲，从欧几里得《几何原本》为代表的古希腊、古罗马文化汲取养分，逐步发展了一套严谨的归纳演绎科学逻辑体系。
掌握了科学理论的西方通过工业革命大大地提升了实力，在闭关锁国的明清之际开始超越中国；近代中国因为忽视科学，陷于落后挨打的境地。
深受科学发展滞后之苦的中国，历经洋务运动、维新变法、新文化运动，开始了向西方学习科学的历程。
科学源于欧洲，但属于全人类。
我们既不要因为祖先的辉煌而自大，也不能因为近代的落后而自卑。
开始掌握了科学的中华民族，一定会为人类发展做出更大的贡献。
我们挑选几项中国古代科技成果，介绍给大家。
实验1.1 地动仪【展示目的】1.了解中国古代机械方面的成就；2.了解地震方面的基本知识；【展示装置】（地动仪装置只是一个模型，没法实现地震的测量）图1.1.1地动仪装置【展示说明】我国是世界上发明和利用机械最早的国家之一，有些发明居世界前列。
在机械原理、结构设计和动力应用等方面都取得较高成就。
春秋时期(公元前770——前476年)就发明了蕴涵杠杆原理的桔槔；自东汉始，形状用途各异的齿轮广泛应用在水转连磨、指南车、记里鼓车等机械上；在原动力方面，逐步从人力、畜力向利用水力、风力的方向发展，机械传动方式亦逐步扩大。
张衡地动仪被删体现三层深意你知道吗
张衡地动仪被删体现三层深意你知道吗根据史书记载，东汉时期张衡曾经建造了一台名叫候风地动仪的地震监测设备。
现代人纷纷疑惑，为什么古代人还能监测地震，现在却“赶出”历史课本，下面是关于张衡地动仪被删的相关内容，我们一起来看下。
张衡地动仪被“赶出”课本的深意张衡是一个伟大人物，令中国人自豪的科学家。
无论地动仪是否退出，都不影响张衡的伟大。
而地动仪的退出，至少体现了三层深意。
其一，对历史的敬畏。
要知道，历史是经常造假的;有的史籍，说它“全盘造假”也不为过。
当然，并不是说张衡的地动仪就是假的。
史官们还傻不到在这种地方造假;一般造假比较多的，是政治史、帝王史。
但对张衡地动仪的效果进行夸大，以体现东汉伟大的科学成就，还是有可能的。
更何况，从记载来看，张衡简直是个奇才、通才，几乎无所不会：文学上，他造诣很高，《二京赋》名垂千古;科学上，他精通天文、历法、阴阳、地理、算学、机械……他还是个政治家，担任过太史令、河间相、尚书，去世后被追封为西鄂伯。
伯，在“公侯伯子男”的爵位等级中，仅次于公侯，相当高了。
更引人注目的，是他担任过太史令——这和司马迁的职务一样，是史官的头头。
换句话说，后代的史官给张衡做传，相当于给自己行业内的大官做传;就好比一个教师，给当过教育部长的老领导写传记，有溢美之辞甚至夸大其词，在所难免。
地动仪并不是“预测地震”，而是“感知地震”，让朝廷第一时间知道什么地方地震了，做好抗震救灾准备。
比如，西北方向地震了，常规情况下，都城洛阳要几天甚至十几天之后才知道;有了地动仪，朝廷在地震发生后的几个小时内就知道了，可以快速应对。
地震现在都难以预测，说地动仪可以预测地震，是不靠谱的。
其二，是对科学的敬畏。
之所以让地动仪退出，核心原因，是后人复原的地动仪示意图不符合科学原理。
这方面的东西我也不懂，直接看报道原文吧：王振铎所复原的地动仪，采用的是“直立杆原理”。
但是当冯锐翻阅《后汉书》的记载时，作为一名专业地震工作者，他很快发现了王振铎所用理论的错误之处。
张衡地动仪被疑真实性专家复原神器揭秘（组图）
张衡地动仪被疑真实性专家复原神器揭秘（组图）地震学家冯锐和公元1951年，考古学家王振铎复原并制造的“张衡地动仪”模型。
《发现之旅》栏目拍摄节目现场。
一、惊世骇俗在中国历史博物馆，摆放着一件，古代的神秘仪器“地动仪”。
传说有一天，趴在仪器上的八条巨龙，突然受到大地的振动，龙口内所含铜丸，突然掉落。
数日后快马来报，龙头所指方向，天崩地裂。
然而，这个流传了1800年的神奇传说，却遭到现代科技界的质疑。
公元138年，陇西大地。
一骑快马在路上飞奔。
突然，天空电闪雷鸣，大地剧烈震颤，紧接着房倒屋塌伤者惨嚎，死者尸横遍地，悲恸天地。
张衡缓步走向地动仪，仪中有异响，片刻一珠从龙嘴出，下坠入蛙口。
张衡惊觉，蜡烛微跳，茶水不动，旁观众人互相对望。
张衡从蛙口中取出龙珠，眉头紧皱。
马上人汗流浃背，身背公文疾驰而过，直奔都城洛阳。
这是世界上第一部架设在世界各地，可进行台网观测的地震仪器。
它是由现代地震学之父，英国人米尔恩于公元1894年制造的。
但是这部制造于中国东汉时期，公元132年，人类历史上最早，可以感应地震的仪器。
竟不可思议的比世界同类技术提前了1700多年。
创造这一科学奇迹的人，是中国天才的科学家张衡。
然而历史也有遗憾。
自从公元132年张衡造出了地动仪，仅在公元138年记录了一次陇西地震后，“地动仪”就仿佛一阵烟尘般，消失在历史的深壑。
据史学家推算在西晋末年。
不知什么原因“地动仪”彻底消失无踪了。
对地动仪存在的记录仅见于西晋文人范晔所著《后汉书，张衡传》中，张衡地动仪成为千古不解的迷团。
公元1951年，考古学家王振铎历经数年，考证研究终于复原并制造的“张衡地动仪”模型，为我们提供了一个直面中国古代科技文明的窗口。
在教育、科技、文化领域里，张衡的辉煌就等同于中国的辉煌，冲击着每一个人，也震撼了世界。
于是数以亿计的中国人，便毫不犹豫的把这一模型认定为1800年前张衡亲手制造的。
地震学家冯锐从事地震研究四十年，在他的书架上，有一本书《张衡科学与宗教》，是奥地利学者雷利伯所写。
张衡地动仪复原养竹版终结篇
张衡地动仪复原养竹版终结篇农夫复原的地动仪养竹版，从开始到现在的终结版已经整整一年过去了。
期间虽说有过几次改动，但是总的思路和功能没有实质性的变化。
只是努力朝着符合古人描述的方向去做，最终成为更加符合或接近原作品的复原之作。
张衡的候风地动仪作为可以感知地震的精密仪器存在过是毋庸置疑的。
由于原器和制作资料的灭失，现在的人们要想复原一个一摸一样的几近不可能。
即使根据已有的记载去做，凭心而论，也是十分艰难的。
现存的公认的资料是《后汉书·张衡传》中关于地动仪的描写。
其它的记述都没有超出这部分内容的。
《后汉书·张衡传》中关于地动仪的描写共有196个字。
现在人们的复原都是依据这里面的描写去开发自己的潜力，力图恢复出当初的地动仪的大概的样子。
这196个字的记述有些是可以变通的。
例如那个精铜铸成的精铜。
现今的人们会用到今天更常使用的材料去实现。
估计就是张衡再世也不会拒绝使用更新更好用的材料的。
要不是强调复古，完全不必理会这些对于记述上的改变。
有一些虽然记述得看似详尽，要想得知其真更是不可能。
例如那个“篆文山龟鸟兽”，你很难再现出当时器件上的情形究竟是哪些山龟鸟兽，它们有几个？都在什么位置？以及写了哪些篆文等等。
但是，这些对于地动仪的性能和功能都不会构成重大的影响。
真正的关键的记述是决定复原地动仪的成败的关键。
好在这196个字中的记述认真详实的记录下地动仪的所有的关键部分。
首先，地动仪是分为内外两部分的，外部的构造是为指示所发生的地震的方位而设立的。
这部分的功能构件是“外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之”。
那么龙究竟在何处为好呢？就是龙应该安排在什么位置上？如果把龙安排在尊桶上，不是不合理。
安排了，那些山龟鸟兽就要画在各龙的缝隙中。
篆文也不好安排。
要是在龙之间画些祥云之类的还好，要是像塞夹缝似的，胡乱画些山龟鸟兽，这可能吗？这不符合中国人的审美观点。
由此出发，这次农夫把整个尊桶的表面腾出来给山龟鸟兽，让八龙到尊盖上，不仅提高了龙的位置，也提高了龙的地位。
新人教版历史七上《昌盛的秦汉文化》word教案
七年级上册第16课昌盛的秦汉文化（一）教学目标知识与能力：⑴知识目标：通过本课的学习，使学生比较系统地了解秦汉时期的科学技术成就和医学成就，包括造纸术的发明和改进、《九章算术》和地动仪、张仲景和华佗。
⑵能力目标：通过引导学生观察汉代造纸图，了解造纸的工序，通过引导学生依据地动仪剖面图，分析其原理，培养学生观察想象能力。
过程与方法：⑴制作本课的多媒体课件,增加课堂教学的直观性、趣味性。
⑵通过设疑讨论、表演小品等形式，引导学生进行探究性学习。
⑶通过查阅资料、准备小品等活动，培养学生运用辩证的方法评价历史现象的能力。
情感、态度和价值观：通过学习秦汉时期的科学技术，对学生进行初步的科技史教育，使学生认识到当时我国科学技术在世界的领先地位和中华民族对人类文明的巨大贡献，从而激发学生的爱国主义情感。
教学重点和难点及处理方法重点：造纸术的发明和改进，地动仪。
难点：张衡制造的地动仪，涉及到科技名词和物理学原理，而初一学生没有学过物理，对于利用物体惯性来拾取地震波进行远距离测量的原理，学生难以理解，因此是本课的难点。
课前导学：阅读有关造纸术的发明和改进、《九章算术》和张衡制造地动仪、张仲景和华佗的历史故事和历史资料，查找有关华佗的故事，编排历史小品《刮骨疗伤》。
教学策略和方法：指导学生阅读教科书，从教科书提供的材料中，有针对性地提取有效信息。
采用合作交流，小组讨论、活动与探究、发散思维的方法，让学生掌握秦汉时期的科学技术成就和医学成就等基本知识。
采用辩论会的方式，让学生学会运用辩证的方法评价历史事件。
教学设计：本课是以秦汉时期的科学技术成就和医学成就为线索来展开的，通过引导学生搜集和整理课外资料，合作交流、小组讨论等方式积极参与课堂教学，指导学生列表、总结秦汉时期领先世界的科技成就，使学生学会通过列表，总结、归纳相关历史知识。
教学资源《新编中国史话（上）》自制本课的多媒体课件辅助教学。
音像资料《上下五千年》。
科学家欲复原张衡地动仪.doc
科学家欲复原张衡地动仪作者：李成来源：《发明与创新(学生版)》2006年第06期无论在东方或西方，都有“头大聪明”的说法。
但美国科学家的一项研究表明，智商高低的决定因素是大脑发育的时间和过程，而非脑容积的大小。
这一研究结果发表在新一期英国《自然》杂志上。
大脑皮层在儿童时期会逐渐变厚，达到一个顶峰后，在青少年时期又逐渐变薄。
此前的研究表明，大脑前额皮层的厚度与智力的诸多方面都关系重大。
美国国家精神健康研究所的科学家对307名志愿者进行了跟踪调查，在他们6～20岁之间时，每隔两年对他们的大脑进行一次扫描，并根据智商测试将这些志愿者分为一般智商、高智商和智商超群3级。
科学家发现，智商超群的孩子11岁之前大脑前额皮层迅速增厚，11岁之后，大脑前额皮层逐渐变薄。
智商一般的孩子大脑皮层发育也符合这个规律，但其大脑皮层增厚的速度远没有那么明显。
而这3组孩子的智商与其父母的工作和受教育水平关系密切。
科学家因此断定，智商高低与先天遗传和后天培养都是分不开的。
至于大脑皮层增厚和变薄的形式为何与智商有直接关系，目前还不不得而知。
科学家认为，要解释这一问题，还需要刘皮层分子的发育和变化进行研究。
人类史上首台验震器于1700多年前消失后，中外科学家一直试图使它复原。
中国科学家近日取得阶段性成果——张衡地动仪之秘初步破解。
中国地震学家和考古学家近日宣布，通过大量理论计算和科学实验，失传千年的张衡地动仪的复原工作取得了重大进展，实现了地动仪的科学复原，新的复原模型已具备地验证功能。
弄清工作原理严谨的科学研究证实，地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来证震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。
这个原理的科学性得到了专家的明确肯定。
由中国科学院、国家博物馆、中国地震局等研究单位数名地震家、考古家、文物学、机械工程学等相关学科的专家组成的验收委员会认为，新模型首次把概念模型复原成了具有验震功能的科学仪器，迈出了复原研究的历史性一步。
为什么两千余年还没有人复原出地动仪
r+b-y=b^2+r^2-2brCOS(θ）→y=r+b-b^2-r^2+2brCOS(θ）
y=-r^2+r(1+2bcos(θ)）+b-b^2 (其中cos（θ）可以有θ=π-π/8-α，α=arcsin（b/r·sinπ/8)).
从函数的表达式可以求得它的最大值。但是，这仅仅是分析可能的取值范围。在考虑了关端的厚度和两关的距离，以及都柱粗细的强度，等因素后在一定摆幅下，都柱的粗细影响是较细的都柱直径对关端的伸出有利。在达到一定数值后，增加的与得到的不成比例。就是不必使用较粗的柱子。但是无论如何也不会像一些人希望的那样，不必深究细作，仅仅粗放的一弄就大功告成，完成了千古精密的地动仪的复原。计算所得那个关端在脱离牙机的行程为0.1mm时，最好的伸出仅为0.18mm。这说明地动仪是一个极其精密的装置，毫米级的关，十纳米级别感应移动数量，就是在今天也是不容易的。难怪经历千年还是一片空白。不然早就成历史了。 ຫໍສະໝຸດ 为什么两千余年还没有人复原出地动仪
自从张衡在公元132年复造候风地动仪之后，已经有约两千年了。在地动仪不知所踪以后也有约1800年了。据说期间有人还制造过地动仪，但都没有什么资料留存下来。不是某种原因没有保存下来，恐怕就是复制的不够成功。当时进行复原的条件肯定要好于今天的情况。（技术细节，材料，对记述的正确理解等）毕竟时间不算久远，有点像我们谈论清朝西太后一样吧？
教材不宜再用传统地动仪模型图-模板
教材不宜再用传统地动仪模型图【专题名称】中学历史、地理教与学【专题号】G32【复印期号】20XX年07期【原文出处】《历史教学问题》(沪)20XX年2期第97~98,84页【作者简介】王亚娟,上海市上音杨浦学校。
长期以来,中学历史教材一直把张衡发明的地动仪和地动仪模型图(图1)作为秦汉时期科学技术成就的重要内容。
以初中历史教材为例,人民教育出版社出版的新老教材、上海版新老教材均使用了这幅图片。
人教版教材除这幅图片外,还附有地动仪震动示意图。
在新教材中这幅图片由黑白变成了彩色,古色古香的彩色图片更加清晰可辨,令人印象深刻。
由于历史上张衡发明的地动仪并没有保存下来,图中的地动仪模型是20世纪50年代我国考古专家研究复原的,被简称为传统模型。
20XX年以来,一些大型新闻媒体就专家对传统地动仪模型的质疑、对新的地动仪复原模型研究成果情况进行了报道,使传统地动仪模型的问题公开化,而新教材却继续选用被证明已经谬误的传统地动仪模型图,导致中学历史课堂对地动仪模型图的教学常常陷入尴尬境地。
下面就这个问题具体阐述。
地动仪模型(图1)一、教材内容的滞后和新闻媒体对新研究成果报道形成鲜明对比历史教材选用的地动仪模型图是1951年考古专家王振铎先生研究复原的模型,被简称为传统模型。
但是这个地动仪模型存在严重失误,因为地动仪是地震学的一种专业仪器——验震器,复原模型需要也必须同时具备两种基本功能,即对非地震的干扰振动不反应,只对地震引起的特殊地面运动才有稳定的反应。
但这个复原模型没有解决这个关键性问题,只是一个不能工作的摆设。
因此,这个地动仪模型遭到了国内外一些专家的质疑和批评。
从1969年以来,中国、日本、美国、荷兰和奥地利等国的学术界便发表了一系列的严肃批评文章,其中还包括国内外着名的科学院院士傅承仪、李善邦、李约瑟(英)、博尔特(美)等人的批评与否定。
半个世纪以来,对于传统模型的原理性错误以及其他的问题,许多历史教师和学生并不了解。
张衡地动仪结构原理揭秘
PK轻拍式地动仪先把楼主的条件罗列如下：1.符合度（接近196字描写程度）2.灵敏度（动地不觉而机发吐丸比较）。
3.易用性（再次使用的难易程度）可靠性（误触发）。
制造难度（古人办到吗？）再看。
1从有限的描述看，那个精确导摆是“都柱似立非立，似悬未悬，是一个上下似接非接的停在尊体中央的柱子。
而都柱并非光棍一个，它加有稳定托和重托，以此加大撞击力度、保持稳定。
如哪个方向有震动，都柱将会非常灵敏地倒向一方”的都柱。
可以看出它是可以倾倒的柱子。
这点符合王振铎的。
他自己已经批评过了，我就不多说了。
中有都柱这条不符合。
再者通篇未见到牙机的描写。
可能是没有。
这样也不符合牙机巧制的描写。
它的那个所谓的八道好像高高在上了。
这个证据不足。
2灵敏的应该没问题。
但是（4）就是问题了。
轻轻一拍就动作，根本没有地震嘛。
至少应该用地震台模拟。
5.制造上有些难度，一些部件用铸造恐怕不行。
那个精确导摆可能是一个尖足立在平面上。
上面的压强（千克力/平方厘米）恐怕得几吨或者几十吨不止。
平面和尖足很快就会损坏，平面划伤，尖足深陷平面内部。
性能大减或折断尖足都可能发生。
用不了几次那个精铜的就完蛋了。
镶一块玉可以改善，又会陷入第一条纠纷。
说了半天好像不是制造难度是吧？前几年有一个所谓发明，还进入产业化阶段。
就是那个水压式电热水器。
打开水龙头，在水流压力下，接通电流，加热流水，用毕，关上水门，水流停止水压降低，切断电流。
多么完美设计呀！实际这个是个伪合理。
因为水加热后产生的热气的压力远远大于水的压力，关闭水压，电流照旧。
于是，烧坏了那个电热丝。
不仅如此还经常电人。
于是乎，它很快就退出历史，没有人知道了。
今天提起它就是想说明，看似合理的办法，没有系统的研究可能只是个伪合理。
3最后说说第三条。
昨天才看到经典先生上传的图片，那位吴先生手里捏个小球。
算我猜对了。
他虽然改变了冯的柱下球方式改为柱上球。
已经不是冯的设计了。
只是采用了冯的思路。
（可能也是一种痴迷）。
候风地动仪
爱上科技馆◎文图 中国科学技术馆 李广进东汉时期，中国传统封建经济模式得到巩固，不仅与西域诸国互通友好，往来贸易，国内的社会景象也是一派繁荣。
中医药理论的成熟发展促使人口迅速增长；铁制农具的创新应用致使耕地面积逐步扩大，农副产品日益丰富；廉价纸张的发明书写了文化传. All Rights Reserved.播的新方向；河南荥阳以东至高青县的治黄工程，更是书写了中国古代传统水利科技的新篇章，使得黄河800年不曾改道。
这就是我国汉代灿烂的科技文化氛围，候风地动仪便诞生在那片肥沃的科技土壤中。
冯锐复制的地动仪遗憾的是，2017年的秋天，缘于对地动仪复制原理的争议，由王振铎先生主持复制的相关内容已被历史教科书所不录，影响数代人的“地动仪形象”将逐渐淡出新一代青年人的视野。
但就此项发明而言，它是我国汉代科技发展高度的标志性体现，大有科普之必要。
虽然学术尚存争议，但就复原一事的过程而言，不必说它是科技史家辛苦历程的精神体现，就是复制过程中的经验性启示，也是来之不易的宝贵财富，应被后人珍视。
我们只有正确地对待地动仪复原的探索之路，才会让这项古老的科技发明走得更远。
因此中国科学技术馆的“华夏之光”展厅，同时为公众展示了两种不同的复制模型及相关的原理介绍。
据文献记载，为阳嘉元年，即公元132年。
表像盛酒的器皿——酒尊，合现代尺寸约184.8厘米，8只蟾蜍组成，北、东南、东北、有铜球1枚，为活动状态，相对应的是“八道”地震发生时，受地震波的影响都柱则会触碰“八道”中的一道装置，球落入蟾蜍口中，方位。
王振铎复制的地动仪. All Rights Reserved.专家学者的主要争论焦点在于“都柱”的形态及安装方式等方面。
王振铎先生认为，都柱应上粗下细地矗立在地动仪内部中央；冯锐先生则认为都柱应为悬垂摆式悬挂于地动仪内部上顶。
此两种方式，都存在一定的缺陷，矗立中央难于立稳，随时会有倾倒的可能，而悬挂于顶部又容易触碰旁道，产生误判。
【精品PPT】2020-2021学年新人教版高中语文同步教学课件★★张衡地动仪之争
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教材调整有助于促进学生理解和思考
1 教材调整后倡导中学生自我理解、实验求真，勉励小学生“要像张衡一样，善于观察，善于
思考，做一个有心人”，颇值赞许。一方面，教材调整后，科技传授从封闭的一言堂变为开放的 实验室。中小学生得以在实践中领悟科学不易，理解到，为何如今科技比张衡时期先进百倍，却 仍旧难以复原地动仪？让学生体味创新跋涉之中的苦与乐。另一方面，地动仪知识的变动令“标 准答案”成为“参考答案”，在争议与博弈中增进学生的创新意识与思辨能力，引起“作业教 育”“唯书本论”的警惕与改造。
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一、从追求标准答案的角度 相对于前人，今天的科技水平已经大大进步了。但这并不意味着，我们就 一定能够理解前人或者能够理解前人的发明创造。在科技道路上，有人注重 发明，有人注重研究。对于发明创造，未必都需要弄清全部原理，未必都需 要就每一个细节作出学理上的解释。这就是科学的特点，有一个不断发展的 过程，有时甚至也是一个不断纠错的过程。 适用话题：质疑与实践、史学价值、实事求是等。
适用话题：：求真务实、尊重历史与科学、敢于修正错误等。
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三、从创造和超越的角度
动手做一台地动仪的价值，不在于地动仪最后是否制作成功，而是在于制作过程中 的各种体验，包括失败。这是个体与外部世界建立联系的尝试，这就是古人所说的“立人” 的过程。这个过程也是自我认识、自我发现、自我确认的过程，这是“立人”过程中必不可 少的一个方面。只要对“立人”有帮助，地动仪是否造成功，并不重要。一个“立人”成功者 ，造地动仪失败了，做别的事情能否成功，是不用别人替他担心的。
太平御览地动仪答案
太平御览地动仪答案
1、关于地动仪模型的理解，不符合原文意思的一项是（C）
A、中学教科书中最流行的地动仪模型图，不过是解放后由王振铎根据《后汉书·张衡传》设计的。
B、地动仪早已失传，今天我们看到的模型都是近一百多年来后人的仿制品。
C、2021汶川地震时，新地动仪模型在北京展出，并未检测到地震消息。
D、2021年新地动仪模型历时数十年研究，经历了三次地震的考验，用三年时间建成。
2、作者质疑地动仪可能是个无用的摆设的原因，不符合原文意思的一项是（C）。
A、《后汉书·张衡传》所说的陇西地震是在京师学界引起轰动的社会事件，居然没有留下佐证，不合常理。
B、今人具备现代物理学、地震学知识和现代工艺，动用了这么多的人力、物力、精力，也还无法实现地动仪的验震功能，不免令人对地动仪生疑。
C、中国古代的史书的可靠性本身值得怀疑，也没有其他任何记载能够证明在张衡之后其地动仪起过作用。
D、《后汉书·张衡传》关于地动仪验证陇西大地震的记载与《后汉书·五行志》矛盾。
3、下列推断，不符合原文意思的一项是（A）。
A、关于陇西地震的记载漏洞是作者质疑地动仪无用的关键证据之一
B、目前中学各科教科书出现的地动仪模型解说是错误的，有待纠正。
C、对地动仪的质疑虽然存在争议目还无定论，但其中的科学精神是必须坚持的。
D、张衡曾经建造出一台叫候风地动仪的仪器的基本史实是可靠的。
“张衡地动仪被删”误读背后是期待
“张衡地动仪被删”误读背后是期待作者：张淳艺来源：《甘肃教育》2018年第20期张衡发明的候风地动仪，是世界上的第一架地动仪，作为古代中华民族科技文明的杰作，数十年来被载入国内历史课本。
不过，由于历史久远，真实的张衡地动仪早已失传。
教材上所使用的图片，仅仅是上世纪50年代古代科技史学家王振铎根据《后汉书》记载复原的地动仪模型。
尽管王振铎的复原模型，颇符合张衡地动仪的史书记载，“以精铜铸成，形似酒尊，外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之”，但在地震学界中却饱受争议，质疑声此起彼伏。
因为模型内部结构缺乏合理性，复原模型龙口中的铜丸无法吐下来，也就无法检测地震，实际上是不能“动”的地动仪。
而其复原所采用的是“直立杆原理”，也被国内外许多专家一再证明行不通。
为了让张衡地动仪能够真正“动起来”，2004年河南博物院与中国地震台网中心签订了合作协议，由中国科学院教授冯锐等人组成课题小组，共同复原“张衡地动仪”。
2009年9月20日，中国科技馆新馆开幕，全新的“悬垂摆”地动仪模型与公众见面。
不过，中小学的教材讲到张衡和候风地动仪时，仍采用的是王振铎地动仪及其“直立杆”理论。
于是，关于修改历史教材的呼声日渐高涨。
2010年1月，时任教育部长袁贵仁致电冯锐教授表示，原则同意修改“张衡地动仪”这一章节。
同年底，教育部向记者介绍，教育部相关部门已经将有关资料转交国家基础教育课程教材专业工作委员会进行进一步研究。
如今，2017年秋天投入使用的统编本初中历史教科书七年级上册中，关于张衡和候风地动仪的内容被删除，很容易让人理解为“那个被印在教材上影响了几代中国人、由王振铎复原的地动仪模型，开始淡出当代青少年的视野”。
不过，根据人教社的回应，张衡及地动仪内容并未从统编版教材中消失，只是教材编排上做了调整，从初中历史教材调至小学道德与法治教材五年级上册。
尽管只是一场误读，但背后也折射出公众的民意期待。
虽然中小学教材并非地震学专业书籍，但科学严谨应是教材编写的基本态度。
历史趣谈震惊 难道地动仪不是张衡发明的么？
如对您有帮助，可购买打赏，谢谢震惊难道地动仪不是张衡发明的么？
导语：对于地动仪，大家第一个想起应该就是张衡了，他的大名入选中小学历史课本，被中国地震局当作标志沿用几十年，但是有没有质疑过，张衡地动仪
对于地动仪，大家第一个想起应该就是张衡了，他的大名入选中小学历史课本，被中国地震局当作标志沿用几十年，但是有没有质疑过，张衡地动仪是真的吗？
说到这里你是不是开始惊讶了呢？现代人对张衡地动仪的复原研究开始于早期1875年的日本人服部一三、1883年的英国人米尔恩和中国的王振铎。
其中，王振铎所复原地动仪采用了“直立杆”的原理：中间有个直立的杆子，地震时的震动会令其倾倒，然后触动某一个方向的开关。
这个原理非常简单，跟人们在家里地板上倒立一个啤酒瓶报告地震是一个道理。
然而，“直立杆”实验结果显示一是方向没准;二是不能筛选出地震的震动。
“直立杆”结构早在18世纪就已经被严格的地震学计算、实验室试验和地震检验所淘汰，它根本就不具有可行性。
而且，国内外学术界早就发现了王振铎模型的致命错误，自1969年后学术界发表了一系列的批评文章，地震学、考古学、历史学的严肃学术刊物和科学论著从不引用这个模型。
中国地震学奠基人傅承义院士曾在1976年当面告诉王振铎先生，确定其设计有致命错误。
那么，既然张衡的地动仪原理彻底推翻了，为什么它依然在课本上坚挺地存在着呢？
2003年10月，在中共中央政治局常委李长春的指示下，冯锐研究员牵头组织了9个单位的地震学家、历史学家、考古学家、自动化学
生活常识分享。
简评冯锐复原张衡地动仪的设计思路
简评冯锐复原张衡地动仪的设计思路
李强
【期刊名称】《自然科学史研究》
【年(卷),期】2008(027)003
【摘要】阐述王振铎从1936年到1951年对张衡地动仪中"都柱"复原研究的探索过程,并对冯锐为河南博物院复原地动仪时恢复悬垂摆设计方案的思路给予评论.【总页数】10页(P378-387)
【作者】李强
【作者单位】中国国家博物馆,北京,100006
【正文语种】中文
【中图分类】N092;K87
【相关文献】
1.科学家欲复原张衡地动仪 [J], 李成
2."科学复原是对子孙后代负责"——记张衡地动仪外形复原征询会 [J], 武玉霞
3.张衡地动仪的科学复原模型 [J], 武玉霞
4.张衡地动仪的外形需要重新复原 [J], 李先登
5.张衡地动仪立柱验震的复原与研究 [J], 胡宁生
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高中历史热门阅读地动仪的删改体现了中国人自信的提升素材
地动仪的删改体现了中国人自信的提升引言：近日，有媒体报道称，2017年投入使用的统编本初中历史教材七年级上册中，关于张衡和候风地动仪的内容被删除。
对此人教社明确回应，张衡及地动仪内容并未从统编版教材中消失，只是教材编排上做了调整。
不过“那个被印在教材上影响了几代中国人、由王振铎复原的地动仪模型，确实将淡出当代青少年的视野，则是板上钉钉的事情。
一些“热血青年”愤怒地嘶吼：这是“历史虚无主义”！可是有关部门将其从教科书上删除，是“热血青年”所说的“淡化历史自豪感”？还是相反的，是历史自豪感强化的后果？自信缺失的人才希望寻找寄托很多人在接受了教科书传授的知识之后，就不愿意再接受相反的论调了。
原理也很简单，人的思维是有惯性的，尤其是作为一代人的集体记忆顽固性更是高。
在视听原理中，人类接受速度最快的事物是图片；信息接受速度最快的年龄是25岁以前——这意味着教科书的插图部分，要远比文字部分更让人印象深刻，上学学到的东西要远比进入社会后的记忆深刻。
相较于可能呼噜声震天的历史课，各种“童年”无疑更有代表性，比如老版四大名著以及小时候看的各种动漫等等。
其实很多热心粉丝早就知道当年央视的剧集并没有完全按照原著拍摄，尤其是西游记完全变得人畜无害，以适应全年龄向。
可无法否认这种改编后的剧集反而比原著更为贴合人心，以至于当新版西游的造型完全按照原著设计后，反而不被观众所认同。
历史方面的例子就更多了。
我们今天只要提起唐朝就是“开放”“包容”“民族融合”等等标签——哪怕玄奘的经历已经告诉人们唐朝绝非人们想象中的开放；哪怕葛剑雄等权威历史学家已经用各种证据否定唐朝——依旧无法板正人们关于唐朝的幻想。
事实上，唐朝被刻意美化起源于近代。
鸦片战争教训，让中国人意识到自己的封闭，所以寄希望于明清以前有一个“开放”的时代，这种意图才是今天对唐朝开放刻板印象的关键。
在正统的学术圈中，这种夸张描述无疑不堪一击，但是在大众中却广受好评。
至于这个“开放”具体到什么细节，是指改开后的人口流动自由，还是指与国际接轨的程度，有没有一个足够权威的论证，就不是大众关心的了。
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冯锐小组复原的地动仪模型的不足
前几年，在官方的推动下，冯锐地动仪复原小组（以下简称冯锐小组）经过努力终于在2005年搞出了一个所谓的科学复原地动仪模型。
它几乎被作为正统，堂而皇之的推向世界。
但是，这个复原不能说是完美的，甚至不能说是成功的。
冯锐小组的复原比起在之以前时出现的许多地动仪复原模型看，它确实有许多提高的地方。
例如他正确的论证了地动仪的“侯风”部件应该是摆形式，而不是其它的如直立杆形式。
在地动仪外形方面，本人感觉也要好于王振铎的直立杆版本。
尽管它的外形并不完美，毕竟有点像一个汉代的酒樽了。
比起冯的成功之处，冯锐模型的不足就显现出压倒式的优势。
我们在对比《后汉书·张衡传》中的记载之后，发现冯锐小组的复原，可以说是谬之千里。
张衡地动仪复原最主要的是要符合古代的文字记载。
就是不能有太多太过的偏离。
记载中的部件应该照本宣科的具有，没有记载的，如果不能通过合理的逻辑推出，则不应该出现。
地动仪的部件并不是十分复杂和众多。
如果不考虑重复出现的部件，地动仪可以说是十分简单和整洁。
记载的部件有，一个是“中有都柱”的都柱。
再一个是“其牙机巧制皆隐在尊中”的牙机巧制。
根据众多的关心地动仪的人士判断，牙机巧制都是杠杆结构的部件。
进行合理简化的地动仪内部看，就是一个都柱面对一个带有牙机的杠杆，可能还有和牙机相关的巧制部分。
如果我们采用冯锐的摆结构，那么地动仪内部过程就是，被地震带动的摆推动了牙机某一分系统--“关”，进而导致极其灵敏的牙机动作，完成指示功能。
同时，牙机也
带动巧制部件，使整个系统功能得以保证，不出差错。
冯锐小组的复原有没有这些功能呢？答案是痛苦的。
冯锐小组的复原既没有牙机也没有巧制。
当然不会有任何与其相关的功能。
冯采用的是一个滚球的办法来发动“牙机”。
这个办法是因为受到“一龙发机，七首不动”的影响采用的。
其实一龙发机，七首不动对于地动仪来说并不是主要矛盾。
地动仪的主要矛盾是如何检测到极其微细的人不能感觉到的远方的地震以及如何灵敏及时的给出正确的指示。
之后才是如何克服系统的某些不确定因素的影响。
如果本末倒置，那必然得不出正确的结果。
冯锐的复原采用一个滚球来推动“牙机”。
这个球要放在地动仪中心的位置。
这就对冯锐提出了十分苛刻的要求。
一方面要求那个滚球必须十分圆滑，支持球的底面应该十分平整和光滑又要一尘不染。
又要能让那个十分光滑的滚球能够轻易地正确地放到那个底面的中心处。
这个难度不是一般地困难。
就是现在的工艺也绝难完成。
再看冯的发动方式。
冯锐采用用摆的底面与球面相接触，利用摩擦力推动滚球的办法。
这又是一个艰难的抉择。
那个摆必须十分准确的与就球相切。
如果没有接触，必然不能响应微小的摆动。
如果下压过甚，必然导致球，底面等都会发生一定的形变，这也必将影响球的发动。
就算是一切顺利，接下来的新一轮监测周期仍然要求重复上述过程，甚至可能要求去判断球和底面是不是已经不符合要求了。
这个办法要求在使用期间人工连续的干扰地动仪的运作过程。
这对使用者是一个极大的挑战。
在冯锐地动仪问世之后，虽然也经过若干次的“改进”，其实只是头疼医头，脚疼医脚的改良。
并没有任何想要靠近古文记载的迹象，反而是越走越远。
不能不说球版的目的是做到七首不动。
它确实做到了。
但是，它只是做到了。
其它的地动仪属性竟然全部丧失了。
对照记载看，冯锐的地动仪的都柱有不尽人意的地方。
冯锐为什么不建立一个都柱呢？可能有许多方面。
以下的全部是猜测没有和冯锐本人交流过。
可能冯锐认为没有必要。
这样做一是可以节省材料，二来也便于回放那个球。
那个球滚
动需要经过都柱，这样势必要在都柱上开凿出八个球洞。
八个球的直径再加上必要的支撑宽度，这就是都柱的周长。
因为推动“牙机”的球需要有一定的质量，就是球不能太小，这样都柱也可能很粗大。
如果仅仅是这样也就罢了，可是偏偏还需要把球放回去。
结果是得有观察空间和容留手通过的空间。
这样一来就不会有都柱了。
底部已经全部掏空，只保留上部象征性的一个柱子，这不是设计之道。
没有了都柱，冯锐就把摆的形状尽量设计成柱子的样子。
用来迎合都柱的记载。
其结果是摆的重心被提高，浪费了宝贵的高度资源。
这使得地动仪被做的十分高大以至于不能被放到那个当初只有九尺宽的房间里边去。
没有了牙机，也就没有了龙衔丸和吐丸的可能。
这对于明确记载有衔丸和吐丸的确是一个不小的变更。
衔丸，应该是用口叼住的意思，吐丸应该是张嘴吐出的意思。
这两个记载都含有龙口会动的意思。
冯锐小组的地动仪却没有此项功能。
记载说，牙机巧制皆隐在尊中。
这牙机是什么？冯有过辩解。
但是，这些仍然得不到认可。
归根到底就是，这不是张衡地动仪的牙机。
在记载中出现过一系列的机字。
什么施关发机呀，机发吐丸呀，无不是围绕牙机说话。
它不可能是机1，机2，机3，等等。
记载总结，牙机巧制皆隐在尊中。
表明前面所说的机就是牙机。
冯的复原缺少这么重要的部件不能不说是十分不足。
再说巧制。
围绕巧制，不仅冯锐，其它人等更是众说纷纭。
往往是各取所需的分开来解释，以削足适履。
其实从牙机巧制的连续关系就可以看出，巧制是为牙机所带。
甚至可以理解为，牙机带有巧制功能。
这作为前提或说是暗示都行。
当后边出现七首不动时，前边的巧制是干什么的不是明了了吗？这对于旁观者可能有些困难，但是，对于当时的参加者，制造者就不同了。
是极其顺理成章的事。
也许这关于制造结构方面的事，并不是面向普通人群的。
无论你怎么写出来总部脱离不了专业的方面。
就是现在也是如此。
比如本文就假定你是十分了解冯锐的地动仪复原和完全知道后汉书中关于地动仪的记载的。
冯的球办法不仅解决了七首不动也一并解决了牙机巧制的问题。
这不能不说是个遗憾。
它让古代记载失去了方向。
除了这些方面以外，还有一个更令人纠结的地方，这就是“施关发机”。
诚然，在施关发机上冯锐会有更多的话要说。
比如如何放好那个球等等。
我们的看法是，首先给关一个可行的定义，然后再去研究它如何如何。
我知道许多支持球版的人士。
有的把那个滚球叫“关球”。
关就是蒙混过关的关。
不用问，这个关球也是前无古人的新词。
因为记载中尊内并没有一个什么球的存在。
自然不会有关球的说法。
假如是关球，那它们是怎么施关的呢？冯锐的办法，其实前边已经给出答案了。
这就是每次都的重新施关。
这对于覆盖周密无际的候风地动仪来说有些不可能。
一天打开好几回，还用的着“无际”吗？其他版本有的顶球有的上面开洞，因为这个是讨论冯锐的，就不涉及了。
总之，关球的施关是个难题。
时间地点难度等等都是大问题。
回到候风地动仪，施关也不是也个容易让人接受的简单问题。
关键是候风地动仪需要极其灵敏，要做到地不觉动。
这也就是说摆对关的推动不可能很大。
如果此时也要发机，那么关和摆的靠近程度就不能大于摆的摆动幅度。
这也就说明这个距离是十分微小的。
施关就是使这个距离既不能大也不能过小。
得作到恰到好处才行。
因此，摆和关需要认真地调整好这个距离。
只有这样才能使地动仪达到地不觉动而发机。
不仅如此还需要候风地动仪能够保持这个状态，并且在发机之后，按需自动回到已经施关的位置。
为了不受干扰，把地动仪做的周密无际，不再打开了。
这些冯锐小组的复原都做不到。
一个科学的复原竟然和最起码的记载都不能符合，这怎么能让人们认可它是张衡的候风地动仪呢？
冯锐小组的地动仪复原，没有都柱，不存在牙机巧制，无法施关发机，…就靠一张虎皮能撑多久？。