第一部分 儀器設備
公元132年東漢都城洛陽發生了一件事，太史令張衡發明了一種儀器，它能知道什麼時候、哪裏發生了地震。隻要那個方向發生了地震，儀器上那個方向的龍口就張開，龍口中的小銅珠就落入下方的蟾蜍口中而發出響聲。這件事引起朝中大臣們的紛紛議論，有不相信的，也有表示懷疑的。但時間一久，人們對這件事也就淡忘了。過了幾年，公元138年的一天，張衡發明的那架儀器朝西方向的龍口突然張開，小銅珠落人蟾蜍口中。這說明小鋼珠落人蟾蜍口中的時候西方發生了地震，但當時洛陽並沒有人感覺到有什麼震動。於是滿朝文武又是議論紛紛，說張衡的那架儀器不可靠。但過不多久，現在甘肅境內的地方官府奏報來到，奏報稱那裏發生了一次強烈地震。這件事使當時的人們對張衡的那架儀器十分信服，史籍中也稱其“驗之以事，合契若神”。
張衡發明的那架儀器就是世界上第一架地震儀——候風地動儀。《後漢書·張衡傳》記載說“地動儀以精銅製成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊。”其裏部主要構件是中間一根高而細的銅柱，張衡稱之為“都柱”。都柱在接受到地震產生的地震波後，就向波源方向傾倒。在都柱周圍架設有8條通道，使傾倒的都柱隻能往一道中滑倒，其所倒方向即是地震發生的方向。尊外相應地設置8條口含小鋼珠的龍，分別朝著8個方向。每個龍頭下麵都有一隻蟾蜍張口向上，準備接住落下的小銅珠。都柱受地震波的震動而傾倒時，敲動一個像弩機裝置似的牙機，利用杠杆原理傳動，使龍首張開口，小銅珠便落入蟾蜍口中發出聲響，人們就知道什麼時候什麼方向發生了地震。
張衡發明的候風地動儀雖然隻能測知地震震中發生的大概方位，但在文明發展史上卻是一項了不起的發明。一直到19世紀，世界才出現真正用來觀測地震的儀器。候風地動儀領先世界地震科技達1800年，因此被公認為地震儀的鼻祖。