张衡地动仪复原研究中的分析与辩证

The Analysis and Dialectics of Research on the 

Restoration of ZHANG Heng Seismograph

LIU Shigang

（1 No.198 Jinshan Avenue, Cangshan District, Fuzhou City, Fujian Province  350000, China）

 Abstract There are still existing some unsolved mysteries in ZHANG Heng seismograph. This paper according to objective facts and known historical documents, based on rationality and necessity, analyzes and dialectics for some doubtful points and questions such as the name, exteriors, lost age and reasons of seismograph, and puts forward some viewpoints and judgments; Point at the reasons for the failure of many scholars to restore the seismograph, reasoning and analyzing, and, expounding the shortcomings and limitations of seismic wave theory in the research of seismograph. 

 Keywords ZHANG Heng Didongyi; Seismograph; Seismic wave; Suspended pendulum; Upright Pillar

 【摘要】张衡地动仪仍然存在一些未解之谜。本文根据客观事实与已知历史文献，基于合理性、必要性，对地动仪的名称、外观、佚失年代以及原因等一些疑点、疑问进行分析与辩证，提出一些观点、判断；针对众多学者复原地动仪的失败原因，作出推理、分析，并阐明了地震波理论在地动仪研究中的不足与局限。

【关键词】张衡地动仪；验震器；地震波；悬摆；立柱

　　千百年来，人们对张衡地动仪仍然缺乏足够的认知，存在许多错误的理解与解释，并且，还有一些疑点、疑问，争议较大，迄今未有定论。因此，笔者根据客观事实与已知历史文献，基于合理性、必要性、关联性、真实性，进行定性分析与辩证，提出一些推理、判断，以期抛砖引玉。

一、关于名称

1.为何所有已知的中国古代文献中，均称“地动仪”，而非“地震仪”？

　　这一字之差，是否隐藏着特殊的意义？笔者认为，多部史料高度统一地将这件神奇的青铜器称为“地动仪”，并且从未出现“地震仪”等其他名称，确实存在特殊的原因，绝非巧合，更非毫无缘由。有何玄妙？值得探讨、研究。

　　在通讯、交通手段极其落后的古代，地动仪的作用，是监测较远距离（参考距离300～600千米）的某地区发生的较大震级地震（参考震级6～7级），能够在地动仪驻地无震感以及没有地震征兆的情况下（即南朝范晔所著《后汉书·张衡传》中明确记载的“地不觉动”、“其无征”），实现远距离自动实时测震、报震，并具有“全天候监测、零功耗、零误报、不依赖能源、超长时待机”等优异特性，确实非常先进、非常神奇。

　　那么，既然专门用于地震监测，将这件仪器直接称为“地震仪”，显然是“天经地义”、“理所应当”的。可是，为何众多史料偏偏都只称“地动仪”且无别名呢？是因为古代不存在“地震”这个概念吗？显然不是。多部史料均明确记载“地震”一词，说明并非此因。笔者认为，真正的原因，在于张衡。作为这件仪器唯一的发明人、设计师，命名权当然归张衡所有，而文史家们仅可在史料中沿用这一名称。那么，张衡为何将其命名为“地动仪”？很可能是因为他知道这件仪器的工作原理，即：较大震级地震发生时，震源与较远处地表的相对关系表现为“冲击──反弹”，较远处地表受到冲击，然后产生反弹（由于距离较远，这种冲击与反弹，可能是柔性并且不明显的，因此人们不易察觉，即史料记载的“地不觉动”），这件仪器正是由于地表的往复运动（即名称中“动”字由来）而测出地震发生的方位。

　　笔者认为：“地不觉动且无征，仪以地动测遥震，则知所起何方来，合契若神地动仪。”这是符合事实、符合逻辑、符合情理的判断。事实上，“地动仪”这一名称，已经在一定程度上揭示了它的运行机理，也在一定程度上体现了张衡对地震的深刻认知。创造这一史无前例的惊人成就，在当时以及后世将近一千九百多年的漫长历史岁月中，全世界惟独张衡一人尔！彪炳千秋，震古烁今！令人赞叹、崇敬不已。

2.关于史料中“候风”二字的争议。

　　《后汉书·张衡传》中记载“复造候风地动仪”。因此，众多学者、著述都认为“候风地动仪”是这件仪器的完整名称，但数十年来，也有一些学者如竺可桢、范文澜等科学家认为，应为“候风仪”与“地动仪”两件（或两种）不同的仪器。各方都有众多详尽论述[1-4]，难分高下，分歧巨大，迄今未有定论。

　　笔者赞同“两件不同仪器”之说。理由：

　　若“候风地动仪”为完整名称，则其他史料如《续汉书》、《后汉纪·顺帝纪》也应同样记载为“候风地动仪”，但事实并非如此。三部史书中，关于仪器的名称，统一且相同的部分，仅“地动仪”三字。

　　若“候风”为名称的一部分，那么，名称中的文字，都应当具备确切的、必要的或锚定的含义、内涵，则文中应当包含与“候风”二字相关的内容，或相对应的解释，以满足择取文字用于命名的合理性、必要性、关联性。例证：《续汉书》、《后汉纪·顺帝纪》与《后汉书·张衡传》中，分别都记载与“地动”相关的内容，既满足了合理性与必要性，也体现了与名称关联。然而，这三部史料中，都未体现以“候风”命名的合理性、必要性，亦无相关内容或其他联系，故“候风”应与地动仪无关。

　　若“候风”为另一仪器，为何后文亦无关联？很可能是因为在那个时代，候风仪已是常见之物，不必赘述；而地动仪并不常见，且为该文主旨，故必详述。

　　有观点认为，“风”解释为“信息或征兆”。若如此，则“候信”、“候讯”、“候兆”、“候验”等，都明显更为准确、到位，显然更优。

　　还有观点认为，古人称“阴阳之气”所成为“风”，风能传震……候风即候震,因此冠以“候风”二字”[2]。若如此，直接冠以“候震”岂不更佳？且，张衡虽然深受“阴阳学说”的影响，但并未见到他将“阴阳之气”与“风”以及“风”与“地震”相联系的论述，既不能证明张衡将“阴阳之气”视同为“风”，也无法证明张衡认为“风”与“地动／地震”存在联系。

　　据赵冠峰先生考证，东汉时期已有监守测风仪的专司人员，且任何一部史书中也找不出有关专门司职地动仪人员的记载，而地动仪通过“振声激扬”实现自动报震，事实上确实没有必要专司人员，[3]那么，可以认为：“候风”实指专司候风人员所监守的仪器，即“候风仪”。

　　因此，在其他可信的证据被发现之前，应将“候风”二字理解为“候风仪”为宜。

3.关于将“张衡地动仪”作为正式的专有名称之建议。

　　依据现有资料，已经非常明确并毫无争议的事实：“地动仪”系众多史料高度统一记载的名称，且无歧义以及其他名称；张衡系地动仪的唯一发明人。

　　据此，笔者提议：将“张衡地动仪”作为正式的、专有的完整名称，统一、规范、标准化，既避免了争议与混乱，又简单明了、直接会意，足以较好地表达该仪器的用途、原理与特点，更重要的是，强调了“纪念张衡”这一必须的、特有的重大意义，彰显了张衡的卓越科技成就、伟大历史贡献，并且，完全可以满足教育、宣传以及学术研讨的需要。显然，很有必要。同时，为满足国际上的学术研讨、文化交流、教育宣传等需要，将其拼音（即“ZHANG Heng Didongyi”，简写则为“Z.H. Didongyi”）作为正式的、唯一的专有英文名称（即特指），并规定它的字母大小写范式，此为应有之义。而米尔恩提出的“seismograph”，原意为“验震器”、“地震仪”，显然并不能完全表达张衡所命名的“地动仪”之意，更不具有上述诸多意义、内涵，因此，仅可作为一般的、普通意义的“验震器”或“地震仪”解释（即泛指），不再用于解释“张衡地动仪”。

　　这一建议，有利于文化、科教，有益于国家、社会，因此，有赖于学界尽早达成共识、广泛支持，并建议国家教育、宣传、文旅、科技等部门共同推动。

 二、关于外观（篆文、山、龟、鸟、兽的含义？呈现形式如何？）

　　《续汉书》记载：“…饰以篆文…”；《后汉纪·顺帝纪》记载：“…饰以山、龟、鸟、兽…”；《后汉书·张衡传》记载“…饰以篆文、山、龟、鸟、兽之形…”。

　　其中的“篆文”是什么？“山、龟、鸟、兽”又是什么？“之形”有何深意？

　　冯锐先生认为：“篆文，八卦的震、兑、离、坎、艮、乾、坤、巽8个字”。[4,5]

　　笔者反对冯锐先生的观点。理由：

　　1.记载地动仪的史料并未明确“地动仪上的篆文系八卦的震兑坎等8个字／符号”，并且，没有任何一部史书在记载地动仪的同时提及八卦。虽然确有汉代其他文物外观上使用八卦符号[4]（是否用于指示方向，尚无定论），但并不意味着地动仪也必然如此。

　　2.笔者认为：“篆文”极大的可能是“篆体的‘东、南、西、北’这4个文字”。由于古人极其讲究“惜字如金”（此传统在古代非常深入人心），也由于简洁、美观的考虑，地动仪上仅用4个篆体文字标示四正向，其余四隅向一看便知，无须繁杂。

　　3.识别方向专用文字远比识别八卦的8个字／符号更容易、简单，显然更为方便、快捷、直观，且不会出错（若是八卦的8个字／符号，识别后还要再转换成对应的方位，较为麻烦，并且，不熟悉八卦的人容易弄错，简直“自讨苦吃”，根本毫无必要。不应“简单的事情复杂化”）。

　　关于“山、龟、鸟、兽”，冯锐先生已指出“山龟鸟兽”其实是“四神兽”[4,5]，但他的推理思路与笔者不同，并且，在更深层次的理解上，亦完全不同。

　　笔者认为，古代的文史家们，很可能对地动仪的外观存在误解。在地动仪原物上，“山、龟、鸟、兽”其实分别为“青龙、玄武、朱雀、白虎”这四神兽。“山”其实是“青龙”的龙身（在顶盖上，仅有龙身部分，而无龙首、龙尾。原因是樽体上已有八龙首，故顶盖上不必再有龙首，又因“神龙见首不见尾”之说，故亦无龙尾）。

　　在呈现形式上，冯锐先生的多篇论文中，均认为四神兽在地动仪上是平面图案[4,5]。笔者不同意这个主张，并特别提出：“四神兽在顶盖上并非二维平面图案，而是三维立体形态”。理由：

　　1.在古人的用词中，往往将具体的、立体的结构称之为“形”。例证：《续汉书》中的“形似倾樽”、《后汉纪·顺帝纪》与《后汉书·张衡传》中的“形似酒樽”。

　　2.四神兽以三维立体形态呈现在顶盖上，目的之一是更为醒目、显著地标示方位。

　　3.目的之二，兼作顶盖的提把，以方便打开顶盖。

　　4.目的之三，文化象征；四神兽面向外，具有“司掌、镇守、监察四面八方”之意，兼有“辟邪／镇邪”的祈福之意（如同许多古代建筑、器物上的“吉祥物”）。

　　5.目的之四，装饰性需要。

　　古代的文史家们、现代的许多学者等，都仅认为“四神兽”只有装饰作用。但笔者认为，设立“四神兽”，更主要的目的是实用性功能，而文化象征、装饰性需要则在其次。

　　那么，为何两部史料都记载为“山、龟、鸟、兽”呢？

　　笔者谨慎地推断：很可能是因为，在文史家撰写史料的年代，四神兽的概念还不是很广泛，尚未深入人心，故尔，对于三维立体形态的、呈起伏形状的“青龙之身”，在没有与之明显相连的龙首、龙尾的情况下，文史家们凭直观形象作简单理解，极易误认为“山”。同样的，将“玄武、朱雀、白虎”分别误认为“龟、鸟、兽”。可以合理推断：若“龙身”为平面二维图案，由于阴刻相对较为容易，通常都会刻画出龙鳞、龙爪等细部特征，则很难被误认为“山”；而由于工序工量、工艺难度等原因，呈三维立体形态的龙身，整体较为粗糙，未能体现出龙鳞、龙爪等细节，仅仅是简单地表现为起伏形状，的确很容易被误认为“山”。文史家们因不了解设计意图、仅凭直观印象而产生误解，这是极为正常的。

　　若非如此，那么，为何“恰好”出现了“龟”可以对应玄武、“鸟”可以对应朱雀、“兽”可以对应白虎，偏偏有个“山”不对应“青龙”的奇怪现象？显然，这不合理。若“山”不对应“青龙的龙身”，那它作何解释？有何意义、内涵？“山、水”或“山川、河流”往往一并出现，则既有“山”，何以无“水”？

　　若将“山”理解为青龙之身，则这些问题不复存在。

　　此外，冯锐先生主张：在地动仪上还有“星辰”与“八卦符号”等图案[4,5]。笔者认为，这是错误的。因多部史料并无明确记载，既为复原，则必须严格遵循原样、严格遵循史料记载；现原物失传，原样未知，那就只能严格遵循史料，不可擅自增添。

　　有观点认为：在中国古代封建社会，皇帝是至高无尚的“真龙天子”，那么，作为皇家重器，在地动仪外观上，龙的位置如何体现这种尊卑秩序？四神兽能否在龙首上方、是否不敬皇家威仪？

　　笔者认为，这些问题不难回答：

　　1.八个龙首实际上是青龙的组成部分，而青龙是“四神兽”之一，其身（即“山”之形）与其他三神兽在地动仪上的位置，是平等的，不应仅仅依据龙首的相对位置而简单地认为“其他三神兽凌驾于龙首之上”。也就是说，并不存在“不敬皇家威仪”。

　　2.四神兽中，其余三神兽皆仅一首，而青龙却有八首，实际上已是“独尊青龙”之意，且仅由龙首吐丸报震，更加突出了“只能由青龙裁决并确定最终结果”的最高权力，体现了尊卑秩序，本质上是对皇权的维护、尊敬。

　　3.地动仪作为实用仪器，理应不会进入皇宫、朝廷进行展示，且，地动仪并非礼器、宗教法器，亦非装饰、象征之物，尚不至于因制形而招致非议，况且，在陇西地震事件应验之后，因“验之以事，合契若神”的神奇效果，很可能成为“国之重器”，甚至被尊为“神器／圣器”，恐怕当时无人胆敢再加妄议。

　　4.“龙首相对位置较低”的看法，似乎是王振铎先生版本的地动仪模型多年来使人产生了“先入为主”的印象。笔者认为，若出于“避免其他三神兽凌驾龙首之上”的意图，可以将龙首所在位置略为提高，也可以适当延长龙角，以使龙首在樽体上的位置并不低于其他三神兽。

 三、失传年代、原因

　　地动仪原物究竟何时、因何佚失，一直存在较大疑问。已有不少学者研究、考证[2,6,10]，迄今为止，未有定论，亦无令人信服的结论。在浩如烟海的历史典籍中，并无明确记载，仅只言片语的线索，令人难以探寻真相。

1.关于地动仪原物佚失的年代。

　　地动仪相关事件时间线：[4]

　　公元132年，张衡创造地动仪；

　　公元139年，张衡逝世；

　　公元306年，司马彪著《续汉书》成书；

　　公元376年，袁宏著《后汉纪·顺帝纪》成书；

　　公元445年，范晔著《后汉书·张衡传》成书……

　　众多学者的研究皆基于这三位文史家的三部著作。那么，这三位文史家在撰写地动仪相关史料时，是否亲眼见过地动仪？笔者认为，这三位文史家，极为可能亲眼见过地动仪。理由：

　　A)司马彪、袁宏、范晔治学严谨，著述详实，是得到公认的。他们关于地动仪的文章，并未体现出“摘抄、引用、转载、收录”等性质或特点，应当认定为原创。

　　B)《续汉书》对地动仪的记载较为简略，从行文看，作者仅仅观察了地动仪的外观，并未打开顶盖观察内部，即便如此，对地动仪的外观、测震报震过程的描述，仍属详实。

　　C)《后汉纪·顺帝纪》对地动仪的记载较为丰富，新增了“山、龟、鸟、兽”的描述，并首次涉及地动仪内部，说明作者不仅注意观察地动仪外表，还进一步打开樽盖进行观察。若非作者亲眼所见，不可能知道、确信并记载“樽中有都柱，傍行八道，施關发机”。

　　D)《后汉书·张衡传》更是通过“形”字进一步体现“山、龟、鸟、兽”呈立体形态（年代更早的《后汉纪·顺帝纪》并未体现“山、龟、鸟、兽”究竟是平面图案还是立体形态），并且，新增了“陇西地震”的实例（该实例的意义，不仅在于以史实的方式提供了实证，更重要的是明确了“地不觉动”的前提。毫无疑问，这个前提，是限定性条件，大大增加了现代学者复原地动仪的难度，使许多学者陷入困顿、难以突破）。据此，可以认定，范晔撰文时，不仅认真观察地动仪外表、内部，还参阅了与地动仪一并留存的相关资料（如历次测震报震记录），否则，何以得知、确信并记载“陇西地震”之事？此外，《续汉书》、《后汉纪·顺帝纪》记载“蟾蜍张口受丸／受之”，而《后汉书·张衡传》记载“蟾蜍衔之”。这个“衔”字，精确地指明“铜丸仅在蟾蜍之口，未入蟾蜍之腹”（这一细节，实质上也属于外观范畴。此处记载，再次证明了冯锐先生的复原方案与实物模型都是错误的），而“受丸、受之”并不能明确铜丸究竟在口中还是在腹内。细微差异，若非亲见，何以得知？

　　根据“饰以……之形”、“陇西地震”与“蟾蜍衔丸”这三个证据，可以证明“范晔相袭袁宏、《后汉纪》比范氏《后汉书》学术价值更高”[8]、“不是由范晔一个人独立写成的”[4,10]等观点并不成立。笔者认为，范晔《后汉书》虽与袁宏《后汉纪》略有相同，但因新增关键、重要的特征与线索，故可以证明：范晔亲眼见过地动仪、其文章仍属原创，且明显具有更高学术价值。

　　基于这些事实可知，袁宏与范晔都曾经打开樽盖，进行了认真的观察，因此，他们对地动仪内、外的描述，非常准确、到位，非常详实、清楚，绝非有些人声称的“语焉不详、过于简略”。今人未能正确理解，是因为生活时代的差异过于巨大，在古人看来非常普遍、形象而具体的事物，在今天已经日趋渐少、面目全非，并且，语言的语境、语义也发生了较大变化，古汉语（文言文）与现代汉语之间存在着巨大的差异（时代差异、语言差异虽然都很巨大，存在一定的障碍，但并非不可逾越）。

　　E)中国人历来极其信奉并讲究“眼见为实”，尤其古代的学者们，甚至引为至理、奉为圭臬。若文史家们编写正史时，地动仪已失传，他们未曾亲眼目睹，则必然会找出依据并引证，必定在文章中加以说明（后世的诸多相关史料均注明出处，即为有力例证），怎么可能“开门见山”地径直描述？怎么可能还会以如此正式、不带丝毫怀疑的语气详实描述地动仪呢？不仅如此，还分别都给出了极其积极的、正面的崇高赞誉！若是杜撰、抄袭或“道听途说”，何来的勇气与胆量敢写入正史？在古代封建社会，弄不好落下个“欺君之罪”，那可是要杀头的！相反的例子：宋代的江少虞、元代的周密、清代的倪正、何琇、文延式等，这些学者也对地动仪进行了探索、研究[3]，但那时地动仪确已失传，他们未能亲眼目睹，所以多有怀疑甚至否定之辞，例如，清代的何琇就明确提出质疑：“张衡地动仪，余终不信有是事……”[3,12]显然，这些未曾亲眼见过地动仪的后世文史家、学者们，就不会、也不敢像之前的司马彪、袁宏、范晔那样确凿、笃定、详实、清楚地记载描述地动仪。这证明了“眼见为实”在事实上是何等的深入人心。根据以上对史料的分析，结合这两种截然不同的历史态度、评价，不难推断出：司马彪、袁宏、范晔必定亲眼见过地动仪；而江少虞、周密、倪正、何琇、文延式等学者，必定从未见过地动仪。

　　F)司马彪、袁宏、范晔，都是编写正史的史学大家，并非一般意义上的文学家，更不是小说家（如罗贯中、施耐庵等），我们应当相信史学大家的严谨、客观、认真、细致与坚守原则，这是对他们必须有的、最基本的尊重。笔者认为，在取得切实的依据或确凿的证据之前，不可轻易地怀疑、否定历史文献记载的可靠性，尤其正史性质的古代历史文献，否则，极可能贻笑大方。

　　笔者认为，依据以上６个理由，可以粗略地推断：地动仪原物佚失于范晔《后汉书·张衡传》成书之后。至于佚失的确切年代，暂不可考，只能期待更多相关史料被发现，或相关文物出土。

2.关于地动仪原物佚失的原因。

　　有观点认为“地动仪因不科学而失传”。笔者认为，这种说法是极其错误的。证据：上述三部史书一而再、再而三地给予“合契若神”的崇高赞誉。即使存在“个别史学家失察”的可能，难道三位史学家同样糊涂，犯一模一样的低级错误？这种概率有多大？不科学、反应失灵、测震报震不准确还给予最高赞誉，并且惊人的一致，有这么荒唐的事？是何道理？“三位史学家究竟收受了张衡多大的好处？”请扪心自问，真的敢信？从另一角度看，既“合契若神”，且“乃令史官记地动所从方起”，则必然长期使用，若历史上出现“地动仪反应失灵、测震报震不准确”等事件，数百年之间，哪怕仅有一次，只要发生过这样的事实，就一定会被后世的史书明确记载、无可辩驳！因为，中国古代的史官都非常严谨，他们一向秉持“直书其事，不掩其瑕”的精神，也就是今天所说的“实事求是”。况且，编写正史的后世史学家并非只有司马彪、袁宏、范晔这三位，史书亦远远不止上述三部。但纵观已知所有史料，并不存在“不灵验／不准确”的任何记载！难道还不足以说明问题？（关于动仪的科学性，在后文进一步讨论）

　　因与“准确”相关，屡屡有人用“震中”来批评、否定地动仪，如美国地震学家博尔特认为：“利用铜丸的掉落方向来确定震中也是不确定的”[6]。事实上，所有已知的记载地动仪的中国古代文献，均未提及“震中”一词，最多也只是“则知地震所从起来也”、“则知地震所起从来也”、“乃知震之所在”，为何今天的某些学者非要给地动仪死死摁上“报震方位＝震中”的概念呢？很明显，“报震方位”与“震中”是完全不同的两个概念。

　　退一步说，1800多年前的汉代中国，疆幅版图小、城市数量少且规模不大、人口密度极低，大多数地区、区域人烟稀少，各个方面都不能与现代相提并论。那么，根据地动仪的报震方位，在非常有限的区域、范围内，大致推测震中所在，其实也并不困难，或者说“已经基本上可以满足大体上的需求”。在这个意义上，“利用铜丸的掉落方向来确定震中”是完全成立的，并非不确定、不可能，博尔特的看法过于粗糙又片面、狭隘且局限。

　　在将近1900年前，能够近乎实时地监测出发生较大地震的较远地区相对于地动仪的大致方位，已经非常先进、非常高明，远远超越了时代！今人还要怎样苛责古人？难道指责科圣未能发明原子钟、遥感卫星吗？简直笑话！在条件极其简陋、非常原始的东汉时期，张衡能够发明震惊世人的地动仪，并再三得到崇高赞誉，已属极其珍贵、非常伟大。然而，在“高人”辈出的时代，却无人能够真正成功地复原地动仪，举世皆然，号称“科技发达”，岂非笑话？！某些国外所谓“学者”，置三部史书明明白白的崇高赞誉于不顾，偏偏要毫无根据地污蔑、诽谤、诋毁地动仪，拼命声称“地动仪不科学／不准确”，甚至声称“张衡地动仪在历史上并不存在，是中国人出于对祖先的宗教式崇拜而臆造出来的”，究竟是何居心？！这是典型的不学无术，“一叶障目，不见泰山”，这种毫无科学探索精神、根本不具备真正独立思考能力的无知狂徒，实在是浅薄、鄙陋之极、彻头彻尾的“井底之蛙”，一文不值，根本不配称之为“学者”（在严肃探讨学术的同时，不妨略带世俗、接接地气，毕竟，科技的最终目的，还是服务于普罗大众，少一些深奥难懂的专业术语，多一点实实在在的人间烟火气，也许更好）。

　　此外，张正严先生、关增建先生指出“实际上，自冯锐及其课题组发表论文阐述其复原张衡地动仪的设计思路以来，国内学界对其质疑之声一直不绝。2004年以来，李志超、王鹏飞、李强等先后著文，在不同程度上对冯锐地动仪的设计提出了质疑。”[7]并认为：“…冯锐复原地动仪的工作和成果有诸多可被质疑之处。换句话说，冯锐并没有真正实现自己的初衷——成功复原张衡候风地动仪。”[7]胡宁生先生也明确反对冯锐先生等学者提出的“悬垂摆”理论／主张，提出了六点反驳意见[13]。笔者完全赞同张正严先生、关增建先生对冯锐先生的评判，并完全支持王鹏飞先生、李强先生、胡宁生先生对冯锐先生的批评、质疑与反对[2,9,13]。

　　关于地动仪原物佚失的原因，笔者作以下大胆假设，可能是：

　　A)因报震准确，合契若神，被视为“神器”，成为帝王的陪葬品。地动仪原物、相关资料（如制造方法、图纸、历次测震报震记录等）可能仍然秘密留存于地下某处，只是尚未出土。由于全球皆有的“珍贵文物陪葬”现象，这种情形具有极大概率（李约瑟等学者，似未作此想）。若属实，则终有出土之日，必定真相大白于天下。

　　B)因报震准确，合契若神，帝王恐忧泄露天机致动荡，为稳定社稷、政局而秘藏。

　　C)因报震准确，合契若神，故遭奸佞忌恨，帝王受谗言所惑而秘藏。

　　D)后世古人因不知地动仪工作原理，担忧“地动仪‘泄天机’以致‘生浩劫’（出现更大、更多灾难）”而秘藏。

　　E)因神奇的、超强的“预报地震”功能（实际上是由于古代通讯、交通手段极其落后，以致于地动仪报震出现了“提前报告”的效果，被误认为“预报”），与帝皇的施政意图不符，为避免政令被干扰而秘藏。

　　F)因地动仪的先进程度远远超出当时以及千百年之后的整个社会的认知水准、科技水平，被视为“不祥之物”而秘藏。

　　G)在灾难中损毁、失踪，如战乱、火灾、洪灾等。

H)其他意想不到的情况。

　　关于“地动仪被人故意毁坏”的猜测，笔者认为，在历史上赢得如此崇高赞誉的神奇仪器、国之重器，无论是帝王将相，还是流寇匪盗，若有“毁器”行为，多半会被记载于史（正史、野史），则必然流传甚广、传说久远，因此，不太可能“被毁”。

　　总之，在发现确切的、可信的依据或证据之前，所有的推测都不可信。当然，应当允许合理推测，但最低限度，要能够自圆其说（究竟是否符合事实，仍未可知）。

　　笔者认为，地动仪失传的根本原因，在于古代帝皇、统治阶层普遍不重视科学、技术，也由于中国古代特有的“文人相轻”，科技被歧视为“奇技淫巧”，受到各个社会整体上的轻视甚至蔑视。并且，绝大多数朝代也都较为轻视、蔑视商业，缺少了大规模商业的推动作用，自然难以形成完备的工业体系，也就难以形成科学体系。更由于，中国古代特有的科举考试制度，将技术类的各门学科排除在外，“学而优则仕”的观念，将大量的知识分子引入哲学、道德和文学艺术领域，进一步导致、限制／扼制了科技的发展、壮大。

 四、对众多学者复原失败的分析（本文重点）

　　古今中外，众多的地动仪研究机构、学者，依据有限的史料信息，进行了各种各样的复原尝试，但均未成功。笔者认为，他们失败的原因可能是：

1.对地动仪的工作原理认识不清、不足。

　　几乎所有的学者（包括古今中外），在分析、研究地动仪的工作原理时，都基于“地震波”理论，认为适用“地震波致动／触发”机制。笔者认为，这种认知存在很大的局限，地震波理论并不适用于解释地动仪的工作原理。理由：

　　A)地震波是单向传播的，由于这一特点，众多研究人员都只注意到远地地表受到震源冲击的过程，并未注意到地表向震源方向“反弹／回弹”的回复运动过程。然而，地表的回复运动过程，恰恰是研究张衡地动仪最为核心、最为关键的重要之处。因此，研究人员僵化地套用地震波理论，以致于受到“误导”与局限，研究陷入误区而不自知、不能自拔。

　　尤其是，这些研究人员未能认识到：在地表向震源方向的“反弹／回弹”运动过程中，都柱下端可活动，但受到限制，而上端是自由的，受惯性作用只能朝向震源方向运动，因此，都柱的倾倒方向一定指向震源方向，这是必然性的结果。这就是“合契若神”的真正原因之所在。

　　B)由于地震波（无论何种地震波）的强度随着传导距离的增加而衰减，经过较大地理尺度传导的地震波，所携带的能量已经微乎其微。显然，在“地不觉动”的情形中，由于距离过于遥远，到达地动仪驻地的地震波已非常微弱，其所携带的能量，不足以“推倒／撼动”都柱；若地震波携带足够“推倒／撼动”都柱的能量，则已经达到“引起人们有震感”的程度，不符合史料记载的情形；事实上，都柱的倾倒，只能是因其自身的惯性所导致，而惯性致倒的过程，依赖于地表的往复运动而出现，绝非单向传播的微弱地震波所能驱动或产生。许多学者对此认识不清、不足，甚至并未意识到研究方向是否错误。

　　C)地震波类型众多，性质、形态、特征各异，作用复杂，受地质／介质、结构影响，各种地震波之间也会出现交叠、混合现象，在较大地理尺度的传导过程中，还会出现多次的相互干扰／影响，进一步弱化、分散了地震波致动／触发的作用及效果。

　　D)地震波会越过仪器，继续向前传导，即不会停留、驻留。也就是说，地震波对地动仪的作用时间极短，“致动／触发”的作用极其微弱，不足以“推倒／撼动”都柱。而地表的回复运动过程中，都柱的惯性始终作用在都柱上，尤其体现在对都柱上端的推动作用。

　　E)冯锐先生指出：“…这是由于地震波自身的传播路径会由于折射和反射而弯曲，波动的偏振面也会由于地层物性的差异而改变。”[4]也就是说，“地震波的来源方向并非总是指向震源方向”。

　　此外，对地震波的采集、降噪、反演、计算、推导、合成等处理工作，也极易使研究人员陷入大量复杂数据定量分析的泥沼，花费无数时间、精力，但得到的结果，却并不适用于研究地动仪。

2.对立式都柱感震研究失败，得出“都柱的倾倒方向随机”的错误结果／结论。

　　许多研究机构、学者（包括知名学府、学界权威）在研究立式结构的都柱时，得出“都柱的倾倒方向是随机的（都柱的倒向不一定指向震源）”这一试验结果／研究结论[11,13,14]，于是，他们改弦易辙，转向悬式结构的研究。笔者认为，他们之所以得出这一错误的试验结果／研究结论，可能是由于以下几方面的原因：

　　A)研究人员所设计的试验装置结构，与真实的、合理的张衡地动仪结构相比，存在较大甚至是巨大的差异。如：

　　(1)采用的都柱构形不正确。尤其都柱的下端，他们都只采用横断平面的构形，这是最主要、最关键的失误之处。此外，许多学者对“圆径八尺”的理解是错误的，受此影响，连带着对都柱长度、直径的设定也出现了根本性的错误。

　　笔者认为：正确的都柱下端构形，只能是“半球形”（无需特别精确或完美，利用简易工具经手工研磨可实现即满足）；应当基于“圆周长八尺”的理解设定都柱的长度、直径，而非基于“直径八尺”的错误理解。

　　(2)未设置础座，都柱仅仅是竖立于一般平面，而非竖立于础座的倒锥形凹陷之内。

　　(3)未设置“道”，故而无法对都柱的倾倒进行必要的控制、约束。

　　(4)未同时存在限行通道与础座。若无限行通道、础座分别以及共同对都柱的制约，则都柱在倾倒过程中很可能发生侧偏、扭转、滚动，从而改变了倾倒方向。

　　(5)所用都柱的材质是否符要求，亦未可知。都柱的材质，对都柱受到的重力、摩擦力、竖立稳定度、感震灵敏度等关键要素，均直接产生重大影响，因而严格确定都柱的材质，非常重要、非常关键。

　　B)试验研究环境可能不正确。比如：若地动仪驻地即为震中或附近，地震时都柱的倒向，的确会出现“随机乱倒（指向不确定）”的现象，但是，发生在本地或附近的地震，都柱倾倒的指向已经失去意义。纵观史料，并不存在记载地动仪报告本地区发生地震的记录，而是记载地动仪监测到距离地动仪驻地较远的地区发生的较大震级地震的记录。因此，不应在地震的震中或附近研究都柱的倾倒方向。

　　C)试验的方式、方法可能存在问题。欲检验都柱是否倒向震源方向，以及都柱的感震灵敏度，应当在“真实的地震”发生时，实时进行观察、比较、分析，但“真实的地震”发生的时间、地点、震级、震源深度等均为不确定因素，尤其发生在距离地动仪较远地区的较大震级地震。的确，实时研究难度较大，因而，研究人员普遍采取“人工模拟地震”的方法，对各式各样的都柱，进行感震效果（倾倒方向、灵敏度）测试或试验。但是，笔者认为，这是不科学的。理由：模拟条件下的震动，往往非常接近地动仪，在性质上已属于“本地地震”，并且，与自然界中真实发生的地震相比，必然存在较大甚至是巨大的差异，更难以模拟出中国古代文献中记载的“地不觉动”的情形。最关键的是，迄今为止，这种人工模拟，都未能正确地、完整地模拟出接近真实情形的“远地地表向震源方向‘反弹／回弹’的运动过程”（由于认识不清、不足，无意中忽略；或认为无关紧要而有意省略；或已意识到并做了模拟，但与客观情况相比较，差异过大、仿真不够）。因此，模拟条件下的研究，只能作为价值有限的参考，并不具备指导性、结论性的意义。需要特别强调的是：中国古代文献记载中，已经用“验之以事”明确指出“用地震的事实来检验地动仪”，而不是“通过试验”。

3.可能受到米尔恩的影响，认为“悬摆结构感震更灵敏”；受关野雄等学者的影响，对于立式都柱的理论研究，局限于“下端为横断平面的都柱”。

　　由于受到米尔恩的影响，许多学者持“悬摆结构感震更灵敏”的观点[4,5,10,11,12]。且，日本学者关野雄用数学计算的方式，否定了王振铎先生的“直立杆”方案[11,14]。众多学者受这两个因素的影响，所以，对立式都柱构形、形态、结构的推理，并未穷尽一切可能，过于轻易、过早地放弃了对立式结构的探索。然而，事实上，关野雄的计算，仅适用于“都柱下端为横断平面”的情形，实际上是完成了“都柱下端不可能为横断平面”的论证，并不适用于否定所有的立式结构方案。虽然，其他学者也在不同程度上、以不同的方式对立式结构方案进行了批评、反对性质的论证，但这些论证，实质上仍未跳出“对下端为横断平面的立式都柱的否定”之窠臼，并且，全都错误地基于地震波理论，因而得出了“地动仪不可能采用立柱式结构”的错误结论，最终转向“悬摆结构”主张。笔者认为：“张衡地动仪是悬摆结构”的主张，存在根本性、原理性的错误。

 五、流传甚广的对“京师学者咸怪其无征”的错误解释

　　许多资料将“京师学者咸怪其无征”的“怪”解释为“责怪”，短句解释为“京城的学者都责怪地动仪没有应验（或‘不灵验、不足信’）”。这种解释，流传甚广，甚至进入了中学教材。笔者认为，这种解释是错误的。理由：地动仪既没有情感思维，也不是智能设备，不可能“听懂”人类的语言，古代的学者，怎么可能会去“责怪”地动仪呢？“责怪地动仪”的言行，未免过于幼稚、可笑，殊为不智，可谓荒唐。若原文要表达“责怪”之意，写成“咸责”显然更优。冯锐先生、武玉霞女士等学者认为，古代皇帝因地震而免职高官，故尔官员普遍恐惧地震，进而迁怒、责难地动仪。[10,11]但笔者认为，“京师学者”并非指京城官员，而是指司职天象、气候等专业的观测人员，否则，原文可以写成“京师众官咸责…”。另，“其无征”解释为“地动仪没有应验（不灵验、不足信）”也是错误的。若原文要表达“地动仪失灵”，完全可以写成“仪不验”、“仪误”或“器误”等。笔者认为，正确的理解应该是：“怪”解释为“奇怪”，即“感到奇怪”，“其”解释为“他们”，“无征”解释为“没有征兆”，即“没有地震的征兆”，短句解释为“京城的学者们都感到奇怪，（因为）他们没有感觉到地震的征兆。”显然更为合理、通顺并符合逻辑。

　　鉴于错误的解释已经流传甚广，甚至形成了巨大范围的误导，笔者建议：尽早组织相关学者进行严密论证，择取正确的解释并向全社会（包括国外）公布，澄清认识，对各类教材、宣传资料进行统一、规范，并删改、清除错误的解释，以纠谬误、偏见。

 六、关于“196字”是否包含张衡所作原文

　　关于《后汉书·张衡传》总共196字的内容中，是否包含张衡所作原文？冯锐先生认为，“复造候风地动仪”之后的内容应为张衡所作[3]。笔者反对这种观点。理由：

　　1.若为张衡所作，则不可能将“四神兽”描述成“山、龟、鸟、兽”。

　　2.从文章对地动仪的描述来看，明显属于“外行看热闹”，虽有一部分内容涉及结构与测震、报震过程，但明显“并不专业”，更像是“外行人士”所见所闻。因并未出现关于结构、部件的技术性说明，也未出现工程步骤、运行机理以及方法论等专业性质、特点，甚至连专业术语都未出现。笔者认为，“都柱、關、机”这些东西，在当时应该是较为常见、普遍的事物，文史家不懂机械、工程技术，借用这些在当时众所周知的普通事物，通过比喻来呈现结构、关系、部件的形态与特点，以达到“形象具体、通俗易懂”的目的与效果。这些写作手法，恰恰是专注于“文科”的文史家所常用的。

　　3.文中“合契若神”的崇高赞誉，张衡不可能自夸，则必然出自他人。且，《续汉书》与《后汉纪·顺帝纪》也同样记载“合契若神”这四字，进一步证明出自他人。如果认为“合契若神”是张衡自己给出的评价，则这种观点是在侮辱伟大的科圣。

　　因此，笔者认为，“196字”中，并不存在“部分内容为张衡所作”的情形。

结束语

　　尽管笔者作了以上的粗浅论证，但事实上仍有许多的未知，并且，由于文化、时代的巨大差异，许多国外学者不懂中文，难以精通文言文，也不懂华夏文明、文化、传统、传承，而懂中文的国外学者（包括华裔、在外我国学者），未必关注这些领域，更由于“现代精密仪器的先进远远超过古代机械”的观点，学界与社会（尤其国际学界、社会）普遍对张衡地动仪的认知较为表浅、粗糙、简略，以致于片面、狭隘、错误甚至荒谬、荒唐的胡乱解释、孤陋看法广为流传，充斥偏见与轻视，不良影响深刻而久远，严重损害伟大、卓越的我国古代科学家张衡的光辉形象，严重伤害亿万炎黄子孙的民族自豪感（对于无以数计的几代国人而言，事实上确实是一种充满自豪感的“国家记忆”），对社会公众认知、公共情感造成了巨大冲击与破坏，并且，极其不利于培养一代又一代的青少年对科学、技术、文化、历史、传统的兴趣与热爱，亦不利于鼓励人们崇尚科研、发明、创造、创新。

　　有鉴于此，笔者恳请国家相关部门（如教育部、文旅部、科技部、中科院等）组织更多的学者继续展开更为严谨、缜密的研究、论证，进一步深入剖析、探讨，不断去伪存真、去芜存菁，提高人们的认知，促进科技进步，增进专业人士对地震的更深了解，产生有益的启发、启示，并制作出真正符合科学原理、真正符合历史文献记载的复原模型实物，以期真正达成“复原张衡地动仪”这一重大使命，豪迈的、彻底的为先贤圣哲张衡以及“张衡地动仪”正名！推动在教育、文化、科普、宣传等领域的广泛传播，为“文化自信、伟大复兴”添砖加瓦！

致　 谢

特别感谢父亲刘乃良、母亲虞森嫦；衷心感谢林回健、刘子京、许雪仙、张翠云、刘巧云、潘小芳、刘新娟、黄希、蒋栋宜、许志武、张植品、许翠香、陈文光、龚世火、许文剑、郑莲如、刘文英、许艳、陈文芳（排名不分先后）等诸位恩师的谆谆教诲。

参考文献

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10 武玉霞, 朱涛. 张衡地动仪的失传[J]. 中国地震, 2007, 23(1):93-103.

11 冯锐, 武玉霞. 张衡候风地动仪的原理复原研究[J]. 中国地震, 2003, 19(4):358-376.

12 冯锐, 武玉霞. 张衡地动仪的诞生[J]. 中国地震, 2013, 29(2):179-197.

13 胡宁生. 张衡地动仪立柱验震的复原与研究[J]. 中国科技史杂志, 2020, 41(3):425-434.

14 冯锐, 武玉霞, 朱涛, 等. 对地动仪传统模型的置疑[J]. 自然科学史研究, 2006, 25(增刊):16-33.