“张衡地动仪”退出历史课本的背后你熟悉的地动仪其实是假货?
近日,一则“张衡地动仪被历史课本删除”的新闻成为热门话题。
虽然出版方人民教育出版社回应,地动仪相关内容确实从初中七年级历史教材上撤下,不过是改编进了小学道德与法治教材五年级上册。但是,那个由王振铎复原、以“直立杆”为理论基础制作、被印在教材上影响了几代中国人的地动仪模型,历经多年争议之后,已经开始淡出当代青少年的视野。
与此同时,关于地动仪的探索复原工作一直在继续。各国学者们已经提出了不下十种模型,可无一令科学史学界满意。
证伪
火了60多年的地动仪竟不能“工作”
关于张衡地动仪的存在和可能的工作方式,都来自于史书上几百字的描述,最主要的来源是范晔《后汉书·张衡传》里的描述:
阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振龙,机发吐丸,而蟾蜍衔之。振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征。后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起。
对于地动仪的内部结构,依然仅仅有《张衡传》里“中有都柱,傍行八道,施关发机”,文字之含糊让后人无法掌握它的工作原理。
据史料记载,候风地动仪早在公元200年左右就已消失。那么,那个印刷在中国现代教材之中,让我们对其充满想象的“地动仪”,又是怎么来的呢?
其实,这个一直很火的“地动仪”是科学史学者王振铎上世纪50年代设计制作的。
1949年,王振铎接到一项特别的任务:复原一批代表古代文明的器物作陈列、宣传之用,其中就包括候风地动仪。历经一年时间,王振铎放弃了自己1936年想遵从的“悬垂摆”原理,而是采用倒立的“直立杆原理”,于1951年设计并复原出1:10比例的木质“张衡地动仪”模型,并被放置在中国历史博物馆。消息一出,就受到空前的关注,王振铎复原的“张衡地动仪”被编入全国中小学教科书,中国地震局也用这部复原模型做标志。
不过,王振铎的地动仪模型一直受到争议。在一些学者看来,由于存在原理性错误,这个复原模型并不能真正进行地震监测,1976年唐山大地震时都没有能够“工作”。目前,普遍的观点是,王振铎使用的“直立柱”模型已经被证伪。变化 从初中历史教材调整到了小学课本
如此一来,教材上的张衡地动仪还应存在吗?
2010年秋季教改出台以后,按照教学大纲,“张衡地动仪”已不再是历史课本中的内容。近日,有媒体报道称,2017年投入使用的统编本初中历史教材七年级上册中,关于张衡和候风地动仪的内容,已被完全删除。
对此,有记者向人民教育出版社求证,该社明确回应,张衡及地动仪内容并未从统编版教材中消失,只是教材编
排上做了调整。据人教社的回应,张衡等人物都并未“消失”。关于张衡地动仪的内容,统编版小学道德与法治教材五年级上册专门设置“古代科技 耀我中华”一课,介绍张衡、祖冲之、毕昇、蔡伦等古代科技巨人及科技成就。
这其中,还专门讲述了张衡和他发明的地动仪,指出其对科技的重大贡献,同时设计学习活动,引导学生追求真理,献身科技,“要像张衡一样,善于观察,善于思考,做一个有心人”。教材中还设置相关栏目,介绍国际上用张衡、祖冲之的名字命名了月球上的环形山。难关 复原模型已有十余种无一获得认可
从1875年日本学者服部一三尝试复原地动仪以来,各国学者们已经提出了不下十种模型,可无一令科学史学界满意。
除了已被否定的王振铎“直立柱模型”之外,目前较为流行的另一版地动仪复原模型是中国地震局研究员冯锐提出悬垂摆原理。它虽在实验室经受了人造地震的检验,但同样不曾在真实的地震中派过实际用场。冯锐在论文中也承认,他设计模型的基础根据的是现代地震学原理。
上海交通大学科学史系的创建者、科学史学者江晓原教授指出,既无实物遗存,文献记载又语焉不详,在这样的前提下想要复原地动仪,几乎是不可能完成的任务。“无论复原模型遵循了哪一种原理,在196字记载中都找不到根据。这些复原模型都未在真实地震中发挥过监测作用,是否管用尚不得而知。更重要的是,即使管用,也不能证明这就是张衡当年的构造和原理。”
中国科学技术大学李志超教授在2004年5月提出复原古器物三条标准:不脱离当时知识和工艺背景;性能满足史料记录的水平;对史料每个字都有交代。反思 用现代知识造地动仪是种错误穿越
地动仪在历史上昙花一现,令人着迷,又令人生疑。
张衡关于地震的认识,显然也不可能脱离当时的思想背景,至少不可能比当时其他人高出太多,达到现代地震学的水平。有些科普文章里说“张衡对地震波的传播和方向性也一定有所了解”,这显然是夸大其词,因为现代地震学测定震源的方位和距离,也需要依靠地震网进行多点测量,才能算出结果。即便张衡地动仪能够工作,也不可能通过放置在洛阳的一台仪器测量地震方位——地震时物体的倾倒方向非常复杂,并不总是朝向地震波传来的方向。
从王振铎设计地动仪模型到如今,已经过去了六十多年,如今科学史界对于中国古代的发明创造有了更清醒的认识。在2017年出版的《中国三十大发明》中,就没有列入地动仪。
实际上,张衡本人的科学贡献并不是地动仪,而是他记载了浑天说对天文现象的认识,还制作了重要天文仪器浑天仪。他是一位多才多艺的古代学者,是中国科学技术史上承上启下的重要人物,有着突出的贡献,也不可避免地受到时代的局限。我们不能把他想象成一位现代科学家,把现代科学知识强加于他。企图用现代地震学知识去塑造“地动仪”,是一种错误的穿越。
(综合封面新闻、《新京报》等报道)
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