中国古代科学家张衡 古代科学家的故事

张衡是我国古代著名科学家 。张衡所发明的地动仪早已失传 , 上世纪50年代所尝试复原的地动仪模型并不成功 , 因此近年来这受到了一些人的质疑乃至否定 。受此影响 , 现在的中学历史教科书正文中已不再提到张衡 。我们究竟应该如何看待张衡和他的科学贡献?现在的历史教科书中对他的忽略是否恰当?
要数在世界科学史上的巨星 , 东汉的张衡(字平子 , 公元78-139年)是极其耀眼的一颗 。与古希腊托勒密、阿基米德等科学家相比 , 他在科学上的地位一点也不逊色 。他的好友崔瑗评价他是“道德漫流 , 文章云浮 , 数术穷天地 , 制作侔造化 , 奇技伟艺 , 磊落焕炳 。”今人郭沫若称誉他是“如此全面发展之人物 , 在世界史上亦所罕见 。”张衡在科学上贡献 , 成就于他的时代 , 也超越了他的时代 。

中国古代科学家张衡 古代科学家的故事

文章插图
图1. 张衡(78-139) , 字平子 , 南阳西鄂人(图源:著名画家蒋兆和)
地动仪的争论
说到张衡 , 最引人关注 , 也是引起争论最多的 , 就是他创制的“候风地动仪” 。近年来对张衡地动仪的无端怀疑 , 加上网络媒体上各种对地动仪复原的不正确报导的推波助澜 , 导致在中学课本正文中删去了张衡的名字 。这是对张衡乃至对中国古代科学的重大误读 。
关于张衡地动仪 , 《后汉书》中有明确的记载 。可总是有一些“疑古”学者 , 认为历史记载不可靠 , 甚至是造假 , 他们因为自己复原不出来地动仪就认为张衡也没有做出来过 。这不是极度的“现代科学主义”自负 , 就是“历史虚无主义”的无知 。
张衡地动仪的关键构件“都柱” , 就是简单的立柱 。人们往往以为这样灵敏的柱子根本立不起来 , 立起来了也会因为各种轻微的干扰而倾倒 , 而且是“乱倒” , 于是就下结论说张衡的地动仪不可能观测地震 。这好像很符合常识 , 所以使人轻信 。但常识毕竟还是常识 , 不是科学 。对地动仪立柱的科学实验 , 不仅证明立柱可以立起来 , 而且不会乱倒 , “立柱验证”完全可行 。
前中国科学院南京天文仪器研制中心天文仪器研究员 , 著名天文仪器专家胡宁生先生 , 在88岁的高龄 , 自费制作模型 , 亲自动手实验 , 分析力学上的细节 , 证明张衡地动仪“立柱模型”科学可靠 , 复原了张衡地动仪的科学原理 。这样的研究成果 , 在当今“疑古”的时尚中 , 竟然得不到应有的关注 。好在他的研究成果2020年己经在《中国科技史杂志》上正式发表 。胡宁生先生以他多年从事天文仪器研究而获得的机械力学经验 , 以严肃科学的态度 , 证明张衡地动仪不是“神话” , 而是历史上的科学的真实 。
中国古代科学家张衡 古代科学家的故事

文章插图
图2. 张衡地动仪复原示意图(图源:胡宁生)
张衡地动仪也不局限于是一种技术上的发明 , 它的背后是科学的思维、细致的观察和务实的科学应用 。
首先 , 张衡认为地震是地下阴气受逼引起迸发而造成的 , 而“气之动”即为“风” , 这是张衡把它的地动仪叫做“候风”地动仪的原因 。