張衡是我國東漢時(shí)期偉大的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、地理學(xué)家、制圖學(xué)家、文學(xué)家、學(xué)者，你知道張衡發(fā)明了什么嗎?一起來看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料，歡迎閱讀!

　　張衡的發(fā)明：地動(dòng)儀

　　公元132年，我國著名科學(xué)家張衡發(fā)明了最早的地震儀，稱為候風(fēng)地動(dòng)儀。它有八個(gè)方位，每個(gè)方位上均有一條口含銅珠的龍，在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對應(yīng)。

　　任何一方如有地震發(fā)生，該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中，由此便可測出發(fā)生地震的方向。當(dāng)時(shí)利用這架儀器成功地測報(bào)了西部地區(qū)發(fā)生的一次地震，引起全國的重視。這比起西方國家用儀器記錄地震的歷史早一千多年。

　　張衡的另一個(gè)有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)領(lǐng)域是地震學(xué)。他的代表作就是震爍古今的候風(fēng)地動(dòng)儀的發(fā)明。不過，要聲明的是，現(xiàn)在中國所見到的地動(dòng)儀，并不是張衡發(fā)明的地動(dòng)儀，而是后人復(fù)原的。張衡發(fā)明的地動(dòng)儀早就毀于戰(zhàn)火了，地動(dòng)儀發(fā)明于陽嘉元年(公元132年)。

　　這是他在太史令任上的最后一件大工作。在《后漢書·張衡傳》中對這件事有較詳細(xì)的記載。自19世紀(jì)以來即有人力圖運(yùn)用現(xiàn)代科技知識，根據(jù)《后漢書》的記載來復(fù)原張衡的這項(xiàng)偉大的發(fā)明。

　　到了20世紀(jì)50年代，王振鐸先生“復(fù)原”了張衡地動(dòng)儀，并且被認(rèn)為是科學(xué)的，甚至廣泛的被納入小學(xué)生課本。不過，王振鐸復(fù)原的地動(dòng)儀多次在公開場合大出洋像，它要么不能動(dòng)，要么就是跺腳也會(huì)被當(dāng)成地震，可是人們卻誤信王振鐸的復(fù)原就是張衡原本的發(fā)明， 國內(nèi)外學(xué)者也因此早就開始不停的否定它。其中不乏言辭激烈者，這給張衡甚至整個(gè)中國古代科技的名譽(yù)帶來很大的負(fù)面影響。

　　現(xiàn)今證明，不是張衡的地動(dòng)儀有錯(cuò)，而是王振鐸先生的復(fù)原有原理性錯(cuò)誤。不過，王振鐸在地動(dòng)儀外型上的復(fù)原，還是卓有建樹的，這點(diǎn)應(yīng)該肯定。

　　關(guān)于地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)，目前流行的有兩個(gè)版本：王振鐸模型，即“都柱”是一個(gè)類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機(jī)關(guān)在“都柱”周圍。這一種模型已被基本否定。

　　另一種模型由地震局馮銳提出，即“都柱”是懸垂擺(見于袁宏的《后漢紀(jì)》),擺下方有一個(gè)小球，球位于“米”字形滑道交匯處(即《后漢書·張衡傳》中所說的“關(guān)”)，地震時(shí)，“都柱”撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開。另外，馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體并充當(dāng)儀器的腳(見左圖)。該模型經(jīng)模擬測試，結(jié)果與歷史記載吻合。

　　張衡這臺(tái)儀器性能良好，曾成功測到過隴西的一次地震，據(jù)當(dāng)時(shí)記載：“驗(yàn)之以事，合契若神。”甚至可以測到發(fā)生在數(shù)千里外而在洛陽并無人有震感的地震。

　　這臺(tái)儀器不僅博得當(dāng)時(shí)人的嘆服，就是在現(xiàn)在的科學(xué)家看來也無不贊嘆。世界上地震頻繁，但真正能用儀器來觀測地震，在國外，那是19世紀(jì)以后的事。候風(fēng)地動(dòng)儀乃是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測知震中的大概方位，但它卻超越了世界科技的發(fā)展約1800年之久!

　　拓展：地動(dòng)儀的復(fù)原

　　1700多年前，地動(dòng)儀神秘消失，它的模樣和工作原理成為千古謎團(tuán)。

　　2004年8月，河南博物院與中國地震臺(tái)網(wǎng)中心組成課題組，聯(lián)合研究張衡地動(dòng)儀新的復(fù)原模型。

　　目前，這項(xiàng)課題取得重大進(jìn)展，課題組用“懸垂擺原理”取代了傳統(tǒng)的“直立桿原理”。

　　2005年4月16日，這一科研成果得到了來自中國科學(xué)院、國家博物館、中國地震局等單位的地震學(xué)和考古學(xué)專家的肯定。專家們認(rèn)為：這臺(tái)復(fù)原地動(dòng)儀首次把概念模型還原成了科學(xué)儀器，使之真正有了驗(yàn)震功能。

　　驗(yàn)收

　　地動(dòng)儀復(fù)原模型把概念模型復(fù)原成了科學(xué)儀器

　　4月16日上午，河南博物院《天地經(jīng)緯》專題陳列廳，由地震學(xué)、考古學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科的專家組成的驗(yàn)收委員會(huì)，開始對用挑剔的眼光注視著地動(dòng)儀復(fù)原模型(1/3小樣)。

　　當(dāng)日下午，驗(yàn)收組的7位專家經(jīng)過激烈討論，最終認(rèn)為：新模型首次把概念模型復(fù)原成了具有驗(yàn)震功能的科學(xué)儀器，邁出了復(fù)原研究的歷史性一步。這個(gè)驗(yàn)收意見意味著，新復(fù)原的地動(dòng)儀通過了階段性成果驗(yàn)收，后續(xù)工作只需對某些技術(shù)細(xì)節(jié)做進(jìn)一步優(yōu)化，對外觀做出最終確定。

　　河南博物院副院長田凱對此感觸頗深：“我們不僅在復(fù)原一件儀器，也在找尋1000多年前那位偉大科學(xué)家‘求實(shí)疾虛’的科學(xué)精神……”

　　心愿

　　一定要讓地動(dòng)儀模型“動(dòng)”起來

　　1998年，河南博物院新館建設(shè)過程中，田凱負(fù)責(zé)主持《河南古代文化之光》陳列。布置漢代展廳需要展示張衡的地動(dòng)儀，當(dāng)時(shí)最權(quán)威的模型陳列在原中國歷史博物館里，它是王振鐸先生于1951年設(shè)計(jì)的，這臺(tái)卵狀體上含有8條飛龍的模型，已成為地動(dòng)儀的“標(biāo)準(zhǔn)形象”。

　　河南博物院請?zhí)K州天文儀器研究所按王振鐸的模型重新復(fù)制了一個(gè)木制模型，并提出“能否讓地動(dòng)儀動(dòng)起來”，得到的回答是：不可能，即使是中國歷史博物館里陳列的那臺(tái)也不能檢測地震。但對方可以在模型下面人為地安上一個(gè)裝置，讓它動(dòng)起來。

　　“我們展出的是科學(xué)儀器不是玩具，這樣做是對觀眾的欺騙。所以當(dāng)時(shí)只能造一個(gè)不能動(dòng)的模型，但這個(gè)情結(jié)在我心里一直存留了好多年。”田凱說。

　　6年后，了解到國家地震局和國家博物館的研究人員正在做復(fù)原工作。2004年8月，河南博物院與中國地震臺(tái)網(wǎng)中心簽訂了合作協(xié)議，組成了課題小組，共同復(fù)原張衡地動(dòng)儀。

　　解謎

　　找到“垂懸擺原理”

　　該課題的負(fù)責(zé)人是中國地震臺(tái)網(wǎng)中心馮銳研究員。馮先生表示，1700多年前的地動(dòng)儀究竟如何工作是首先須破譯的謎團(tuán)，深入研究證實(shí)，地動(dòng)儀應(yīng)該是“懸垂擺原理”而不是王振鐸模型的“直立桿原理”。

　　幾十年來，國內(nèi)外地震學(xué)界對王振鐸模型的否定意見一直沒有停。更有近現(xiàn)代西方學(xué)者認(rèn)為張衡地動(dòng)儀之所以失傳，是因?yàn)樗鼪]有達(dá)到科學(xué)的要求，它不是個(gè)科學(xué)的東西。馮銳說：“看到這些嚴(yán)厲的批評以后，我們才感到問題的嚴(yán)重性。”

　　歷時(shí)1年多，課題組最終確認(rèn)了地動(dòng)儀的工作原理應(yīng)該是“懸垂擺原理”，而不是“直立桿原理”。

　　評價(jià)

　　這是一次重大跨越

　　地動(dòng)儀的歷史資料，最著名的是《后漢書·張衡傳》中的記載，只有196個(gè)字。早期的復(fù)原工作都是據(jù)此開展的。馮銳的課題組把資料的考證和利用擴(kuò)大到《續(xù)漢書》、《后漢紀(jì)》等古代文獻(xiàn)，但相關(guān)文獻(xiàn)的總字?jǐn)?shù)也不過231個(gè)。這些資料，使他們復(fù)原的史料根據(jù)更加充分。

　　在研制過程中，馮銳還采用了一些新技術(shù)、新方法，即利用洛陽地震臺(tái)接收到的現(xiàn)代隴西地震記錄，算出模擬的隴西歷史地震的波動(dòng)效應(yīng)，然后把數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，再控制特殊的振動(dòng)臺(tái)完成洛陽地面震動(dòng)過程的復(fù)現(xiàn)，用這種運(yùn)動(dòng)信號對振動(dòng)臺(tái)上的復(fù)原模型進(jìn)行檢驗(yàn)和改進(jìn)。

　　驗(yàn)收組的專家們認(rèn)為：新模型對4次實(shí)際地震事件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好的驗(yàn)震反應(yīng)，邁出了從概念模型到科學(xué)儀器的關(guān)鍵性一步，研究工作突破了古代科學(xué)儀器復(fù)原的傳統(tǒng)模式，是一次重大的跨越。

　　驗(yàn)收會(huì)結(jié)束后，中科院地質(zhì)與地球物理所的滕吉文院士說：“地動(dòng)儀是中華文明留給人類的寶貴文化遺產(chǎn)，各國科學(xué)家都在嘗試復(fù)原，如果我們不把這件事做好，那就是罪過。從原理上和制作過程上講，這臺(tái)復(fù)原模型符合史料記載，符合張衡的基本思想……這臺(tái)地動(dòng)儀復(fù)原模型代表了現(xiàn)代人的認(rèn)識，它在現(xiàn)階段是最好的。”