一直以来，中国国家博物馆陈列的张衡地动仪被很多中国人理解为张衡的原作。除了历史学家，几乎没有人知道张衡在东汉末年制作的这一科学仪器至今还没有出土文物。

　　作为中国地震局的标志、中国人民邮政的邮票、中学教科书上的内容、国礼用品，王振铎于1951年复原的张衡地动仪早已深入人心并在对外交流贫乏的年代成为中国人根深蒂固的民族骄傲。

　　鲜为人知的是，在上世纪60年代，随着不断深入的国际学术交流，这个模型的偏谬和失误不断暴露出来，批评与否定渐趋激烈。1969年以来，中、日、美、荷、奥等国学术界发表了一系列的措辞严厉的论文。对模型的质疑和批评，不仅来自工作原理，有的甚至涉及中国科学史的真实性以及民族心态问题。

　　这些颠覆性的观点促使中国的科学家重新认识和复原张衡地动仪。2008年9月，第一部用于校院科普教育的张衡地动仪在北京市史家小学安装并使用。

　　张衡错了？

　　-本刊记者/杨东晓

　　鲜为人知的是，张衡地动仪在国际地震学界已经被争议了130多年

　　如果不是2003年夏季的一天，冯锐在国家图书馆大厅一进门右手旁边的国图书店里发现了一本名为《张衡：科学与宗教》这部发行量并不大的哲学专书，这位上世纪80年代初在加拿大和美国学习工作过的改革开放后第一批海归、从事地震研究40年的学者、中国地震局地球物理研究所的研究员也许不会想到，在国际地震学领域围绕着中国地震学鼻祖、东汉科学家张衡的争论，是如此的繁多和尖锐。

　　《张衡：科学与宗教》一书的作者奥地利人雷立柏曾是北大哲学系的博士，后在中国社科院访学。雷立柏在书中说道：“张衡的地动仪是华夏科学停滞特点的典型表现”，“《后汉书》的记载不一定是可靠的”。冯锐在这个夏天，最迫切的事情是要找到雷立柏，一张写满从社会科学文献出版社到北京大学哲学系，从北京大学再到中国社科院人名和电话号码的A4白纸，直到2008年秋天还安稳地夹在冯锐5年前在国图书店买到的那本《张衡：科学与宗教》里。

　　雷立柏找到了，骑辆旧自行车摇摇晃晃地就从通州来找冯锐他们，在白石桥附近的地球物理所与冯锐和武玉霞见面。

　　这次见面在5年之后，由冯锐和中国地震台网中心高级工程师、武玉霞讲述出来的版本带有各自的特色。

　　冯锐说：“雷立柏很坦率，我们交流了各自在地震学方面的研究，雷立柏毫无保留地拿出他所看过的西方对于张衡地动仪研究与质疑的各种文献”。从这些文献中，冯锐看到了几位海外华人学者、日本地震学家关野雄以及美国科学院院士博尔特等人对收藏于中国国家博物馆的张衡地动仪模型的批评与否定。博尔特是冯锐在伯克利加州大学地质地球物理系作访问学者时的系主任，看到这样熟悉的权威也在质疑张衡地动仪，刺激的痛感就更加强烈。特别是博尔特在他《地震学入门》的张衡地动仪旁还画了一个颇似叫化子的张衡形象，很不以为然。他忽然想起了在美国的一件往事，博尔特和麦凯维利教授都曾经问过他“中国人是不是很爱喝酒？”“那当然了，李白斗酒诗百篇吗！”冯锐还这样回答过，没想到两位美国地震学家都说过：所以中国的地动仪就像啤酒桶一样。现在，冯锐才明白过来，原来他们对中国历史博物馆的地动仪模型早就有看法。

　　武玉霞的回忆，使5年前的那次见面变得更加生动，她模仿着西方人式的夸张手势：“你们中国人就是喜欢把一粒芝麻”，她用右手拇指和食指比划了一个很小的空间，然后无限地张开了双臂“说成这——么大！”这使武玉霞的感情无法忍受，现在说起这个情景，她的眼圈还会泛红。

　　通过查阅老师博尔特的一系列文献资料，冯锐又找到了被称为现代地震学创始人的英国人米尔恩与张衡的渊源。

　　张衡从书中消失

　　1868年的明治维新使得日本在19世纪中叶后，远远地走在了中国的前头。服部一三届时留学美国，8年后的1875年，24岁的服部一三从美国回到日本，这位懂汉字的年轻人首先绘制了张衡地动仪的外形，并用汉字在图画的四周抄下了《后汉书.张衡传》中的196个字，在日本传播地动仪的思想，这种行为与他的祖国是个地震多发国有关。

　　第二年，英国工程学教授约翰.米尔恩受聘于东京帝国工程学院，他从英伦出发，徒步走过欧洲、俄罗斯和今天的蒙古入境中国。中国当时正是清朝光绪皇帝刚刚继位的时候，他在中国也是靠步行游历了北京、天津、扬州和上海后，才弃陆登舟漂洋过海到了日本。米尔恩在日本生活了20年，他对东方的游历以及中日同源的文化背景，使这位地质物探学者接触到了东方文化和张衡地动仪，并第一个向西方介绍张衡地动仪。米尔恩在向西方传播张衡地动仪时，已经意识到张衡是将都柱悬挂在仪器中央，利用物体的惯性来测定地震。1880年日本地震学会成立，服部一三任会长，米尔恩任副会长。

　　米尔恩1883年在服部一三1875年描绘的张衡地动仪外形基础上，绘制了新的张衡悬垂摆式地动仪复原模型，10年后，米尔恩制成世界上第一部可在台站普遍架设的现代水平摆地震仪。又过了10年，1896年米尔恩回到英国，将他发明的地震仪安装于62个英联邦国家，并编制了全球地震报告，成为举世公认现代地震学的奠基人。米尔恩在全球各地架设地震仪，并于1933年记录下了中国汶川叠溪7.5级的大地震。

　　不同于张衡地动仪只有验震功能，米尔恩地震仪还具有记录地震时间、方位、地震波形的作用。米尔恩在他的《地震和地球的其它运动》一书中提到张衡“悬挂都柱”的工作原理，在他的回忆录中讲过他曾受到启迪才于1880～1883年间进行了大量模仿和试验，并于1892～1894年发明了现代地震仪。米尔恩在自己所熟悉的牛顿、惠更斯、皮纳等对惯性和悬垂摆研究的基础上，发现张衡地动仪在1700多年前就已经运用了惯性原理。在这个科技发展史的链条中，米尔恩是古代张衡地动仪原理与现代地震理论相互衔接的重要一环。

　　于是，这位西方人在首版于1883年的《地震和地球的其它运动》一书中首先介绍了张衡地动仪，他认定张衡所用的是悬垂摆并详细指出了地动仪中悬垂摆的作用。他复原的那部张衡地动仪高约3.5米。他在日本做模拟试验时，因为上悬挂点需要很高，竟然把二层楼房子捅了个洞来进行对比观测。此后，米尔恩又与他的同胞，一同受聘到日本的尤因、格林等人设计出他们首创的世界第一架地震仪，这架地震仪的悬垂摆高6米、重25公斤，下部用杠杆进行放大记录。

　　米尔恩的《地震和地球的其它运动》一书是现代地震学的开山之作，至少再版过9次。在前4版中都有关于中国东汉科学家张衡及其对地动仪原理的介绍，并被作者奉为人类迈出的第一步。

　　从第5版起，原书做过重大修订。他1913年去世发行第9版，由后人对该书做了修改，书中已经彻底删除了有关张衡及其地动仪的章节，在对地震仪器进行介绍时，一开头便从米尔恩地震仪讲起了。

　　日本国内，对于地震仪原理的争论，也一直分为两派，除了米尔恩所坚持的悬垂摆原理，还有一派坚持遵循直立杆原理复原地动仪。

　　王振铎的自我否定

　　中国建筑师吕彦直是南京中山陵和广东中山纪念堂的设计者，早年留学法国，艺术上追求中西风格的融合，1917年，正在美国留学的吕彦直时年23岁，修改了米尔恩的地动仪复原外形图，使之更具中国传统文化特色。这是近代中国第一位思考过张衡地动仪工作原理的中国学者。

　　1934年毕业于燕京大学研究生院的王振铎，是中国现代史上第一位严肃认真地复原张衡地动仪模型的人。这位搞文史考古的青年人，在1936年，时年24岁，画出了自己复原的第一部张衡地动仪模型图样。在今天能够看到的设计资料中，他的悬垂摆含在外壳内部，比米尔恩的更加“形似酒樽”。

　　王的这篇论文发表在《燕京大学学报》上，论文中配了外观设计图以及内部结构图。那段时间王振铎正处在从燕京大学研究院历史专业毕业，接下来任职北平研究院史学研究所的过渡时期里，这一年对于张衡地动仪的复原思考，完全是出自他个人的爱好。他参考了中外各方面的典籍，其中就有范晔的《后汉书》以及英国人米尔恩关于张衡地动仪的设计资料。在地动仪机理方面，他认可并采纳了米尔恩悬垂摆原理。

　　在王振铎论文发表一年之后，日本地震学家原尊礼按照直立杆原理也设计了一尊他所理解的张衡地动仪，1939年日本地震学家今村明恒也设计了一尊直立杆原理的地动仪，并按照直立杆的原理进行了实验。因直立杆的倾倒方向与地震射线方向垂直，有悖于史书对地动仪的记载，于是便不再做后续研究。

　　新中国成立后，王振铎任文化部文物局博物馆处处长，为了配合中国古代灿烂文化的宣传以及博物馆陈列需要，他开始考虑复原张衡地动仪。这一次，王振铎否定了自己1936年的设计，根据后汉书中“中有都柱”的记载并借鉴原尊礼的直立杆原理，用了一年时间，于1951年设计并复原出木质的张衡地动仪模型。

　　正是这一部直立杆模型，在日后遭遇到地震学界的诟病，并因之认为错在张衡。

　　成为争议中心

　　在那个特殊的年代，王振铎的概念模型受到了空前的关注，它也表明了20世纪50年代中国对于科学研究和普遍的知识水平。它是新中国唯一一件张衡地动仪宣传模型，1952年《人民画报》介绍了成功复原的事迹、1953年被作为中国特种邮票选印发行、随之而来的是被写入全国中小学教科书。至今，它还是中国地震局的标志。不仅如此，它还多次作为中外文化交流的重要载体在各国和地区展出，甚至以国礼的形式赠送给世界。它甚至作为人类文明的化身，摆在联合国世界知识产权组织总部，与象征美国当代航天科技的、从月球带回的岩石并排展出。

　　王振铎没有想到，它的这项工作教育并激励了几代中国人，木质模型被大多数中国人误以为是完全定论的、不可更改的唯一模型，甚至被当作出土文物来仿制和收藏，尤其是教科书中并没有说明这是一件后人的复原作品，因此更多的人从学生时期，就以为那是张衡的原作，并将直立杆原理和倒立酒瓶子熟记在心。

　　国际社会在上世纪60年代，再次把眼光投向这部直立杆的地动仪，随着不断深入的国际学术交流，这个模型的偏谬和失误不断暴露出来，批评与否定渐趋激烈。1969年以来，中、日、美、荷、奥等国学术界发表了一系列的措辞严厉的论文。

　　日本学者关野雄1972年用理论计算否定了直立杆原理，荷兰斯莱斯维克美国人赛维于1983年指出了王氏模型与《后汉书》不符，从而也否定了直立杆原理。英国的中国科技史学家李约瑟院士是张衡科技发明的积极推崇者，他指出的也是，该模型与史书的几处不符；美国地震学家博尔特院士没有质疑过张衡地动仪，他指出的问题集中在1951年模型身上：中国目前最流行的地动仪模型工作原理模糊，模型简陋粗糙，机械磨擦大大降低了灵敏度，对地震的反应低于居民的敏感，其作用应予以质疑，而且利用铜丸的掉落方向来确定震中也是不确定的。

　　王振铎受到的最强且不留情面的质疑，来自他的老友、中国地震学的奠基人傅承义院士，1976年傅承义曾当面向他指出1951年木质模型的原理性错误，在他们的一次聊天中，傅承义甚至脱口而出，房梁下吊块肉都比你那个模型强。这并不是傅承义情急之下的失口。在地震学家的眼里，所有的悬挂物都是良好的天然验震器，它们一晃动就是地震了，不地震不会晃动。事实上，根据汉代出土文物，考古学家们的确已经发现，悬挂物体在汉代的生活已经是如此普遍。中国国家博物馆孙机研究员发现，汉代的人们，已经能够看到悬挂状的编磬和编钟、吊锤、纺线锤和吊桶，庖厨中的吊篮、吊肉和楼阙悬挂的鲜鱼。

　　在中国国内，复原地动仪的科学性只在学界内开展，社会上出现的负面影响并没有人出面澄清。比如，地震发生时，没有人知道观察吊灯，流行于民间的地震报警是一只只倒立的酒瓶子，并且以为这就是张衡的智慧之处。

　　在国外发表了多篇有关该模型的学术论文时，国内仍只限于对1951年模型的大量科普宣传，直到21世纪初年，才有地震学专业的研究用数据来证明张衡的智慧。