張衡
http://www.chiculture.net/0811/html/c43/0811c43.html
候風地動儀,是東漢科學家張衡於公元132年發明的。據《後漢書·張衡傳》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。如有地動尊則震,龍發機,吐丸而蟾蜍銜之。震聲激揚,伺者因此覺知。雖一龍發機,而七首不動,尋其方向,乃知震之所在。」
這段文字自19世紀下半葉以來曾引起世界各國許多學者的注意和研究。大家公認,這是世界上最早關於地震儀的文字記載,用它可以測定震源的方位。
候風地動儀的關鍵機構,是一根稱為「都柱」的倒立擺,其重心高於擺動中心。在受地震橫波襲擊時,由於慣性力作用,它將倒向震源方向,從而帶動該方向的傳動部件,使相應方向的龍口上額起撓,龍口中的銅丸便掉落在蟾蜍口中。
都柱是候風地動儀的動力部件,傳動部件就是「傍行八道、施關發機」。張衡創製的候風地動儀,靈敏度與精確度都很高。據載,發生在隴西的一次地震,而安置在洛陽的該儀器準確無誤地將它測出。於是,京師學者「皆服其妙」。當然,地動儀本身必須與地層或地面有牢固緊密的連接,或者說,使它成為地面的一部分。再則,對於地震縱波,候風地動儀可能不大起作用,因為都柱在地面縱波衝擊下,傾倒的方向是難以預料的。
在機械製造方面,張衡除創製了世界上第一具地震儀外,還製造了指南車或記裡鼓車、「腹中施機、能飛數里」的木鳥、演示天象的水轉渾儀和日曆機械「瑞輪蓂莢」等等。故而後人將他和馬鈞並稱為「木聖」。