地震先知——地動儀
漢章帝在位期間,東漢的政治比較平穩。漢章帝死後,年僅10歲的漢和帝繼承了皇位。
竇太後臨朝執政,她的哥哥竇憲掌握了朝政大權,東漢王朝便開始走下坡路了。
這段時期裏,出現了一位著名的科學家——張衡。
張衡是南陽人。17歲那年,他離開家鄉,先後到了長安和洛陽,在太學裏用功讀書。朝廷聽說張衡很有學問,便召他進京做官,先是在宮裏做郎中,繼而又擔任了太史令,叫他負責觀察天文。這個工作正好符合他的研究興趣。
經過觀察研究,他斷定地球是圓的,月亮的光源是借太陽的照射而反射出來的。
他還認為天好像雞蛋殼,包在地的外麵;地好像雞蛋黃,在天的中心。這種學說雖然不完全準確,但在1800多年以前,能得出這種科學結論,不能不使後來的天文學家感到欽佩。
張衡還用銅製作了一種測量天文的儀器,叫做“渾天儀”。
上麵刻著日月星辰等天文現象。那個時期,地震發生頻繁。有時候一年發生一兩次。發生一次大地震,就波及好幾十個郡,城牆、房屋傾斜倒坍,造成人畜傷亡。張衡記錄了地震的現象,經過細心的考察和試驗,發明了一個預測地震的儀器,叫做“地動儀”。
地動儀是用青銅製造的,形狀類似酒壇,四周刻鑄了八條龍,龍頭朝著八個方向;每條龍的嘴裏含了一顆小銅球;龍頭下麵,蹲著一個銅製的蛤蟆,蛤蟆的嘴大張著,對準龍嘴。
哪個方向發生了地震,朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來,把銅球吐進蛤蟆的嘴裏,發出響亮的聲音,發出地震的警報。
公元138年2月的一天,地動儀對準西方的龍嘴突然張開,吐出了銅球。
按照張衡的設計原理,這就是報告西部發生了地震。
過了幾天,有人騎著快馬來向朝廷報告,離洛陽一千多裏的金城、隴西一帶發生了大地震,還出現了山體崩塌。
張衡61歲那年得病死去。他為我國的科學事業做出了巨大的貢獻。
哥白尼的天體運行論哥白尼1473年2月19日出生於波蘭維斯杜拉河畔的托倫市的一個富裕家庭。
18歲時就讀於波蘭舊都的克萊考大學,學習醫學期間對天文學產生了興趣。
1496年,23歲的哥白尼來到文藝複興的策源地——意大利,在博洛尼亞大學和帕多瓦大學攻讀法律、醫學和神學,博洛尼亞大學的天文學家徳·諾瓦拉(1454-1540)對哥白尼影響極大,在他那裏學到了天文觀測技術以及希臘的天文學理論。
在意大利期間,哥白尼就熟悉了希臘哲學家阿裏斯塔克斯(前三世紀)的學說,確信地球和其他行星都圍繞太陽運轉這個日心說是正確的。
哥白尼大約在40歲時開始在朋友中散發一份簡短的手稿,初步闡述了他自己有關日心說的看法。
哥白尼經過長年的觀察和計算終於完成了他的偉大著作《天體運行論》。
他在《天體運行論》中觀測計算所得數值的精確度是驚人的。例如,他得到恒星年的時間為365天6小時9分40秒,比現在的精確值約多30秒,誤差隻有百萬分之一;他得到的月亮到地球的平均距離是地球半徑的60.3倍,和現在的60.27倍相比,誤差隻有萬分之五。
哥白尼的“日心說”發表之前,“地心說”在中世紀的歐洲一直居於統治地位。
自古以來,人類就對宇宙的結構不斷地進行著思考,早在古希臘時代就有哲學家提出了地球在運動的主張,隻是當時缺乏依據,因此沒有得到人們的認可。
在古代歐洲,亞裏士多德和托勒密主張“地心說”,認為地球是靜止不動的,其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉。
這個學說的提出與基督教《聖經》中關於天堂、人間、地獄的說法剛好互相吻合,處於統治地位的教廷便竭力支持地心學說,把“地心說”和上帝創造世界融為一體,用來愚弄人們,維護自己的統治。
因而“地心說”學被教會奉為和《聖經》一樣的經典,長期居於統治地位。
隨著事物的不斷發展,天文觀測的精確度漸漸提高,人們逐漸發現了地心學說的破綻。
到文藝複興運動時期,人們發現托勒密所提出的均輪和本輪的數目竟多達八十個左右,這顯然是不合理、不科學的。
人們期待著能有一種科學的天體係統取代地心說。
在這種曆史背景下,哥白尼的地動學說應運而生了。
約在1515年前,哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫了一篇題為《淺說》的論文,他認為天體運動必須滿足以下七點:不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心;地球隻是引力中心和月球軌道的中心,並不是宇宙的中心;所有天體都繞太陽運轉,宇宙的中心在太陽附近;地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的;在天空中看到的任何運動,都是地球運動引起的;在空中看到的太陽運動的一切現象,都不是它本身運動產生的,而是地球運動引起的,地球同時進行著幾種運動;人們看到的行星向前和向後運動,是由於地球運動引起的。