張衡,字平子,東漢南陽西鄂(今河南南陽市石橋鎮)人,他是我國東漢時期偉大的天文學家、數學家、發明家、地理學家、制圖學家、文學家,在漢朝官至尚書,為我國天文學、機械技術、地震學的發展作出了不可磨滅的貢獻。最早的地動儀即是張衡的傳世傑作。
張衡身處東漢時代,這一時期的地震比較頻繁,張衡對地震有不少的親身體驗。為了讓人們能夠脫離地震的噩夢,他長年沉浸于地動儀的研究,終于在漢順帝陽嘉元年(132年)時成功的發明了候風地動儀,這也是世界上第一架地動儀。
候風地動儀的外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形。儀器的内部中央有一根銅質“都柱”,柱旁有八條通道,稱為“八道,”還有巧妙的機關。樽體外部周圍有八個龍頭,按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北八個方向布列。
當某個地方發生地震時,樽體随之運動,觸動機關,使發生地震方向的龍頭張開嘴,吐出銅球,落到銅蟾蜍的嘴裡,發生很大的聲響。所以人們就可以知道地震發生的方向。水運儀象台的構思廣泛吸收了以前各種天文儀器的優點,尤其是吸取了北宋初年天文學家張思訓所改進的自動報時裝置的長處。在機械結構方面,采用了民間使用的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤杆等機械原理,把觀測、演示和報時設備集中起來,組成了一個整體,成為一部自動化的天文台。
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