米尔恩湾(米尔恩)
有关张衡地动仪，你为什么觉得被教科书骗了？
来源：科普中央厨房 | 北京科技报
文/记者 刘辛味 图文编辑/陈永杰
采访专家：
新媒体编辑/吕冰心
冯锐（中国地震台网中心研究员，《地动仪科学复原》课题组组长）
中学课本里的张衡地动仪一直伴随着各种争议，为什么人们会混淆考古发现与复原模型？是根据什么原理复原的？地动仪能不能预测地震？
日前，一则关于“张衡地动仪从教材中删除”的新闻曾引发热议。其实除了张衡地动仪，很多中国古代科技成就都入选了中学课本，有一些也产生过争议。张衡地动仪的复制品为何不能预测地震？指南针的始祖“司南”到底能不能指南？蔡伦是造纸术的发明人还是改进者？让我们一起来考证一下。（更多精彩内容请看“中学课本里的中国古代科技”专题）
画家绘制的张衡制作地动仪的想象图（供图 冯锐）
在历史上，汉朝的张衡曾经发明了一个名为地动仪的装置，这在史书上有明确记载，不过因为历史的原因，今天我们看不到地动仪的的实物，后经过相关专家努力，张衡地动仪复制品终于出现。
但围绕张衡地动仪的争议一直不断。张衡地动仪复制品为何不能预测地震？史书记载的有关地动仪预测的陇西地震是否存在？
张衡地动仪蜚声中外也争议不断
最早关注到地动仪的不是中国人。1875年日本学者服部一三（I。 Hattori）首次尝试了复原张衡的地动仪。同年，英国矿物学家米尔恩（John Milne）受邀前往日本任教，在到达日本前途经中国多个城市，了解了中国文化，也知道了日本学者的地动仪复原。后来米尔恩从地质矿物研究转向了地震研究，并尝试复原张衡地动仪。
米尔恩指出张衡地动仪是一种验震器（Seismoscope），是指只对地震有反应的仪器，而非对一般振动都有反应的报警器。这让地动仪有了非凡的意义。1883年，他出版了世界首部地震学专著，把中国史书中关于地动仪的内容翻译成了英文，并介绍了他自己的模型，产生了很大影响。
张衡（图片来自网络）
1889年，一位德国天文学家在做天文观测时，偶然监测到了日本熊本发生的地震。这次发现不仅证实了地震波的存在，而且是首次在远距离记录了地震的数据。他用的工具本来是测量重力变化的水平摆倾斜仪，米尔恩之后对这种仪器进行了改造——世界上第一台现代地震仪诞生了。后来现代地震学逐步发展起来，米尔恩更是被誉为现代地震学的奠基人。
米尔恩和英国科技史专家李约瑟对地动仪的推崇，让人们知道了原来中国早在1700多年就已经记录了远处的地震，肯定了地动仪的存在。史书记载公元132年是张衡完成建造地动仪的时间，132年也被公认为人类首台地震仪器诞生的年份。
影响中国几代人，在教科书中的地动仪模型是我国科技家、文物学复原专家王振铎1951年在前人研究的基础上复原的。复原目的也有为了配合宣传中国古代文化和博物馆陈列的需要，最终复原出的模型影响力前所未有。在很长时间以来都是我国古代科技成就的标志之一。
但是，从实际应用到科学原理上，此复原模型在学界一直有争议。尤其是功能上不能验震，成了很多人否定地动仪复原模型的主要原因。另外，由于旧版的教科书中没有说明这是复原模型，让很多人误认为是考古发现。实际上，地动仪早已失传。教学与宣传的不足甚至让人误认为地动仪能够“预测地震”，了解实际情况后让人大呼“被教科书骗了几十年”。
对于地动仪的复原研究从未停止。到2000年为止，国内外一共出现了13种张衡地动仪复原模型，遗憾的是都不能检验地震。这一问题让地动仪的复原上升到了国家层面，“地动仪是中国古代科技的典范，把它工作原理直观展演出来”。
2003年，来自国内9个权威机构，包括历史、考古、地震、机械、美术学等35位专家组成团队合作开始进行《地动仪科学复原》课题研究。
2008年，他们制成复原模型通过了国家验收。目前没有记录新模型在真实地震情况下起到了作用，但至少在实验室里，它经受住了专业地震实验（包括模拟现实地震）的检验。
文献中的地动仪是否真的存在？
很长时间以来，学者复原地动仪只能参考范晔《后汉书•张衡传》中的196个字。这让很多人质疑地动仪的真实性。其实，学界本身就有“孤证不立”的约定俗成。《地动仪科学复原》课题组组长、中国地震台网中心研究员冯锐认为，“文字不丰富是历史研究的普遍特点。稀少不能成为定论的依据。”
《地动仪科学复原》课题组进行深入文献挖掘后，发现了在东汉末年至范晔成书之前的320余年间，东汉史书共13部，至今有幸留下9部。虽然有的史书不完整，但其中有4部史书《续汉书》、《后汉纪》、《后汉书•顺帝纪》和《鼎录》丰富了地动仪的描述，将文字量扩充至254个字。
《续汉书》、《后汉纪》、《后汉书•顺帝纪》和《鼎录》丰富了有关地动仪的描述（供图 冯锐）
除了找到新的文献，他们还发现了考古旁证。历史上，张衡曾在洛阳南郊的“灵台”进行观测，这是中国最早的国家天文台。早在1975年，中国社会科学院考古研究所就对这里进行过考古挖掘，发现了放置地动仪的房间。复原团队在2003年后对灵台的地震地质条件做了3次现场踏勘，发现房间地面处理较为特殊，刚刚能容下“圆径八尺”的地动仪，而且高台地基对地震波有结构性放大的作用，对测震有利。
早期争议的另一个焦点在于“陇西地震”是否存在。《后汉书》中提到在京师（洛阳）的人并无反应，后接到了陇西地震的消息，即验证了陇西地震。人们从132年到张衡死去的139年的古书中找到了7次地震记录。其中只有138年明确指出了“金城-陇西”地震，让人们认为地动仪检验的就是这次地震。但其他史书记载的地震现象却与《后汉书》中不符，这些记载均是洛阳地区反应剧烈。
对于这一问题，冯锐团队扩大范围挖掘史料，结合历史背景，古籍地名、张衡生平和诗文，得出了地动仪检验的是134年的陇西地震。作为专业的地震学者，冯锐团队对地震事件进行了严格的“实证后验”，即根据地震波动场具有可重复的特点，在同样观测精度的条件下，可以采用其他类似事件进行对比。他们对比了清代详细记录的5次陇西地震，震级范围与烈度衰减在合理区间——洛阳人无感或刚有感觉。又复核了现代地震的记录，从理论上计算了134年地震数据，符合史料叙述。
冯锐复制的地动仪（供图 冯锐）
当然，现在的技术还难以还原古代地震。有科技史研究者就认为使用清代和现代数据不能反映当时的状况。但至少多种证据表明了地动仪的真实性。
对于地动仪的失传，有人认为其无效而成为摆设。冯锐结合了汉代的社会背景给出了否定解答。他发现，在地动仪问世后的时代，皇帝遵从的政治思想是“本朝论”，会因地震而罢免高官。这种情况出现了12次之多且均是地动仪发明之后，张衡本人也受到牵连，被排挤出京，“随着张衡政治地位的下降，地动仪的失传是必然的。”
张衡地动仪复制品为何不能预测地震？
地动仪是利用惯性检验地震的装置，在学界没有分歧。但对于复原地动仪，各方争议最大的就是对地动仪原理的复原，也就是为什么地动仪感受到地震后能按方向让龙嘴中的小球落下。百年的研究工作集中在史料中的8个字，“中有都柱，傍行八道”。冯锐介绍，这里有两层意思，一是根据古语“都柱”为大柱子；二是至少有一端具有水平运动的自由度。
百余年间，中外学者提出了几十种复原方案，在核心原理上其实只有对“都柱”解释后设计的四种方案——直立杆、倒立摆、悬垂摆和自由柱。王振铎模型即采用直立杆，就像一根竖起笔尖朝下的铅笔，但这种模型会受各种振动影响随机倒下而达不到验震的目的。本来这种设计早已被学界抛弃，近些年又有学者尝试“复活”直立杆，仅作为一种学术探讨，还未得到完全验证。
张衡地动仪的直立柱模型
倒立摆模型最初由日本人设计，是在直立杆的基础上在下部安装弹簧，理论上能够验震，但因为汉代工艺水平还达不到制作弹性钢铁的程度，被学界否定。自由柱则是我国学者李志超提出，在一个柱下放入多个铜球，因其灵敏度过低也被淘汰。
冯锐复制地动仪的工作原理（供图 冯锐）
物理学上，悬挂物体能更好验证地震波的水平运动，由此提出了悬垂摆模型，这也是米尔恩最初提出的方案。如今中国科技馆中的地动仪利用的正是冯锐设计的悬垂摆模型，将关键落在“检验地震”上，此模型经过了实验室多项专业测试。团队又经过考据，重新设计了更符合古文的外观，此复原地动仪成为了“终极版”。尽管这一方案仍受争议，比如用现代知识复原古代科技不合理，但自冯锐团队2012年完成了1：1青铜地动仪原型铸造后，再没有大规模的复原工作。
“真实”的地动仪仍是个迷。
童书·新书｜小毕的故事
方晓燕 整理
《小熊维尼的世界》（套装四册）
[英]A.A.米尔恩著，[英]E.H.谢泼德插图，单益义、张文逸、薛绮玮译，上海译文出版社
A.A.米尔恩（1882—1956）生于伦敦，大学读的是数学，参加过第一次世界大战，当过英国老牌幽默杂志《笨拙》的副主编。他写了许多长短篇小说、剧本、诗歌，不过让他闻名世界的，还是他的儿童文学作品。《小熊维尼的世界》收录了米尔恩四部儿童文学经典：《小熊维尼》《噗噗角的房子》《当我们很小的时候》和《现在我们六岁了》。这四部作品问世已近一个世纪，却经久不衰，一是其文学价值使然，二要归功于著名插画家E.H.谢泼德（1879—1976）的经典插图。文本与图画的美妙结合让小熊维尼和他的朋友们成为了家喻户晓的形象。
《给聪明孩子的故事与诗》
[美]哈罗德·布鲁姆选编，黄橙、戎佩珏、熊亚芳译，广西师范大学出版社
本书分“春”“夏”“秋”“冬”四卷，精选了布鲁姆教授从5岁反复阅读到70岁的文学经典，包括41个故事、传说和84首诗歌，大多是十九世纪或更早的作品，既涵盖诸如莎士比亚、马克·吐温、惠特曼、济慈、伊索、屠格涅夫等名家著作，也有不少颇有逸趣的佚名作品。
《问个不停的孩子》（全10册）
[法]奥斯卡·伯瑞尼弗著，[法]雅克·德普雷、德尔芬·杜兰德绘，袁筱一、戴露译，长江少年儿童出版社
奥斯卡·伯瑞尼弗，哲学博士、培训师，致力儿童哲学应用普及工作。本套系是其作品的大合集，包括了《我与世界面对面》《爱与友谊》《生活的意义》《人类的信仰》《人性的善与恶》《与众不同的人》等，是一套引导孩子思考的哲学启蒙书，通过鲜活的文字和图画帮助孩子理解抽象的概念，以及事物之间的联系与相互转化的关系，提升思考力，培养辩证思维，并试图引导孩子通过思考形成自己的价值观。
《苏斯博士经典双语分级读系列》（全40册）
[美]苏斯博士（Dr. Seuss）著，常立、黎亮译，接力出版社
全套系分基础级、进阶级，共40册，包括了苏斯博士（Dr. Seuss）的《Hop on Pop》《Green Eggs and Ham》《The Cat in the Hat》《Horton Hears a Who》等经典作品，双语分级，中文译文完美保留原著押韵风格，朗朗上口。
《足球跑啦！》
[新西兰]朱迪·科尔巴里斯著，[英]科奇·保罗绘，房宇华译，后浪·四川美术出版社
汤姆和他的奶奶正在踢足球，他们开始了点球大战，可是足球突然逃跑了！足球一路逃跑，从公园到大街，再到海洋深处，再到高高的天空，跑得越来越远。但是无论如何，汤姆和奶奶都必须“抓住足球”！“女巫温妮”之父、博洛尼亚最佳童书获奖者科奇·保罗作品。
《从A到Z：藏在英语字母表中的世界》
[日]喜多村惠著、绘，陈红杰译，广西师范大学出版社
喜多村惠（Satoshi Kitamura），1956年出生于日本，从小喜欢读卡通漫画，被英国《星期日泰晤士报》评为“全球具有独创性的、格调鲜明的童书插画家之一”。他的插画有一种西方式的幽默与狂放不羁的想象力。本书按英文字母表的顺序，展现了各种各样的事物。每页围绕同一个字母开头的单词设置了一个有趣的情境。
《肯尼的窗户》
[美]莫里斯·桑达克著，袁本阳译，贵州人民出版社
这是一个在现实与虚构中穿梭的故事，梦做到一半的时候，肯尼醒了。他记得梦中的花园是一座有火车的花园。梦中太阳和月亮共享同一片天空，它们将花园分成了两个部分：一半笼罩在昏黄的晨光中，另一半淹没在暗绿的夜色里。肯尼希望永远住在这座神奇的花园里，那么他就可以一直数星星，一直玩耍，完全不用担心天黑就要睡觉。后来梦中出现了一只四条腿的公鸡，它问了肯尼七个问题。如果肯尼可以找到这七个问题的答案，那么他就可以如愿以偿地永远住进这座美丽的花园里。肯尼在寻找答案的过程中发生了什么，最后他是否愿意住进那个他曾经梦寐以求的花园中呢？桑达克图画书创作生涯的起航之作。
《铅笔头和画笔头的幻界奇遇》
[美]阿瑟·约林克斯，[美]莫里斯·桑达克著，[美]莫里斯·桑达克绘，朱墨译，贵州人民出版社
这是一本改编自捷克童谣，而后脱胎于桑达克和约林克斯这对挚友即兴创作的无厘头冒险绘本。铅笔头和画笔头正是这对挚友给对方起的绰号。故事中的铅笔头和画笔头在一边散步，一边哀叹没有美味蛋糕的同时，不知不觉中居然走到了幻界！一路上这对好友遇到了爱吃蛋糕的疯癫牧童、用斧子切面包的伐木工、缝婚礼衣服的熊......铅笔头和画笔头该如何才能逃离这光怪陆离的幻界，而他们最终又能否成功吃到好吃的蛋糕呢？《野兽国》作者桑达克封藏二十年的遗作。
《小毕的故事》
[韩]宋珍宪著、绘，徐丽红译，广西师范大学出版社
在“我”很小的时候，有一个叫小毕的孩子，他没有朋友，也不上学，成天一个人在树林里游荡，边走边拿树枝敲自己的头。孩子们都躲着他，从不走进树林和他玩儿，甚至还嘲笑他。有时候，“我”会走进树林和小毕待在一起，可从那以后其他孩子见了“我”也会躲得远远的。“我”会和小毕成为朋友吗？小毕后来怎么样了？这是一本关于特殊儿童的图画书，根据作者童年经历创作。
《可爱的鼠小弟：鼠小弟的小背心（全8册)》
[日]中江嘉男、上野纪子著绘，爱心树童书·北京联合出版有限公司
本套系属于经典童书“可爱的鼠小弟”系列。故事紧紧围绕小背心展开，从鼠小弟穿着妈妈织的红色小背心站在舞台中间开始，到又一件小背心、鼠小妹织的小背心、灰色的小背心……
《布朗家的小天使》
[英]大卫·阿尔蒙德著，[英]亚历克斯·T.史密斯绘，杨文娟译，北京联合出版公司
公共汽车司机伯特在自己的上衣口袋里发现了一个小天使，他把小天使带回家，并取名为安吉利诺。伯特和妻子贝蒂觉得小天使很可爱，圣蒙哥学校5K班的学生南希、杰克和爱丽丝也觉得小天使很可爱。但是，代理校长摩尔夫人对此不太确定，斯梅利教授也不这么认为。那个自称是督学的神秘家伙，他的行为十分可疑；还有大块头巴舍·马隆，他一点也不喜欢小天使，事实上，他可能只是想抓走小天使……2010年国际安徒生奖、1998年卡内基文学奖得主作品。
《今天，我不想收拾！》
[法]奥黛·普斯耶著，于晓悠译，陕西人民教育出版社
孩子们最讨厌收拾房间了。整整一周，他们都在和“家务机器人”斗智斗勇，吵架、躲藏、哀求、耍滑头……用了好多好多招数。可是到了星期天，家里还是乱糟糟的！接下来，“家务机器人”会怎么做呢？孩子们会改变吗？
《外公的手提箱》
[西班牙]法蒂玛·费尔南德斯文，[西班牙]胡安·埃尔纳斯图，李丹译，河北教育出版社
外公老了，他的记忆开始变得模糊、混乱，只剩下大海、波涛，和一艘不知该驶向何方的船。小玛丽亚娜陪在外公身边，试着去了解外公的世界。在她的想象中，外公的世界虽然混沌，却也妙趣横生。她用亲切的话语和紧紧的拥抱，安抚了外公的茫然无助。作者用充满幻想与美感的笔触讲述了这个温情脉脉的故事，让衰老、疾病这样的沉重主题，具有了乐观、豁达、温暖的色彩。本书荣获第三届贝尼卡洛国际图画书奖。
《独角兽史巴克》
[美]埃米·扬文、图，柯倩华译，河北教育出版社
露西付了二十五美分买了一只独角兽。她想象着她的独角兽英俊又漂亮，她还给他取了一个完美的名字：史巴克，就是闪闪发光的意思。但等独角兽到了的时候她发现：事实却并非如此，他一点儿也不漂亮，甚至，身上还有跳蚤。露西很失望，还打了电话要退货，但后来她发现，史巴克让她感到温暖，给她带来了快乐，她们终于成了好朋友，快乐地生活在一起。
《世界上各种各样的房子》
[法]安妮·若纳斯著，周琦译，中信出版集团
本书通过古今中外、40多个国家和地区独特的房屋建筑，让孩子了解各地不同的地理条件、人们的审美、房屋构建知识，从而体会到小房子里的大智慧，学习到丰富有趣，富有艺术感染力的人类建筑史。
《外婆家的小屋》
吕伯攸著，娟娟绘，人民文学出版社
散文名篇《外婆家的小屋》被收入湘教版小学语文教材。作者以深情的文字描绘了儿时外婆家墙外的瓜棚、豆架秋夜的虫鸣以及冬天屋里屋外的温暖，表达了对童年和故乡永难磨灭的眷恋之情。新锐插画师刘娟娟为该书精心绘制了近二十幅意境悠远的插图。
《感动全球的科普大奖绘本》（全21册）
[澳]罗伯特·英潘等著，[英]埃米莉·休斯等绘，余治莹等译，长江少年儿童出版社
该套系共21册，分4大主题，融合自然教育、生命教育、环保启蒙、哲学启蒙、励志成长，每一本都是著名绘本家作品，有大奖加身，向孩子讲述大自然，让孩子看到自然，看到远方。
《亲亲宝贝 晚安绘本》
[英]阿曼达·伍德文，[英]维基·朱图，[英]贝克·温内摄影，方素珍译，西安出版社
关掉灯，拉上窗帘，关闭房门，睡前故事的重要时刻就要到来。这套睡前故事绘本，选择了孩子们喜爱的、不同的动物作为主角，讲述了他们在成长过程中遇到的一些困难和疑惑，以及他们是如何解决问题的。不管是灵动的文字，还是传统手绘插画和现代摄影的独特组合，都给宝宝营造了一个温馨的睡前氛围。
《好孩子艾奇》（全5册）
[英]特蕾西·科德里文，[英]蒂姆·沃纳斯图，禹田文化·晨光出版社
犀牛宝宝艾奇原本是个人见人爱的乖孩子，但从某天开始，他变得和以前不大一样了——他喜欢唱反调，总是把“不”挂在嘴边；他想要什么东西或想做什么事情, 就要爸爸妈妈马上满足他；他变得有点贪心，什么都想要更多；他不停地问“为什么”，甚至为了找到答案惹出一些麻烦……
《不要告状，要沟通！儿童表达力培养绘本（全5册）》
[韩]李尚熙著，[韩]慧敬绘，琳达姐姐译，中信出版集团
我们经常见到两种类型的孩子：一种是什么都不说；另一种是什么事情都要找大人说。有些事情跟朋友之间商量解决就可以了。不过不是所有的事情，孩子们都能自己解决。比如一些危险的游戏，恶作剧，或者与陌生人交谈等等，这些事情是父母或者老师必须要知道的。这本书通过小猪淘淘的故事，向孩子展现了“沟通”和“告状”的差别，帮助他们区分哪些事可以自己尝试沟通解决，哪些事要向大人求助。帮助他们与同龄人更好地相处，也规避一些不必要的风险。
责任编辑：韩少华
校对：张艳
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