公元132年，中国杰出的天文学家、数学家和工程师张衡向汉宫赠送了一项令人印象深刻的发明，这是世界上第一台地震仪。

地震仪是一种显示地震时地球震动的仪器。不要将它与也记录运动的地震仪或地震仪混淆。从本质上讲，任何悬垂的钟摆或精密的平衡物体都可以在干扰最小的情况下倾倒并充当地震仪。认为在张衡发明之前不存在这样的工具是幼稚的。然而，Heng 的地震仪是独一无二的，因为它具有灵敏度和辨别地震方向的能力。

张衡的乐器就像一个大酒瓶，由青铜制成，直径约六尺。船外，有八个龙头，面向罗盘的八个主要方向。八只青蛙嘴巴张开，头向上倾斜，在船底的龙头下。罐子的内容未知，但怀疑它包含某种钟摆机构。

地震发生时，即使微弱到感觉不到，钟摆也会随着震动的地面摆动，将龙口中的金属球敲入青蛙口中。球落下的位置表示震颤的来源。当落下的球落在青蛙嘴上时，它还发出一声巨响，提醒发生地震的人。

张恒最初被怀疑，但随着故事的发展，几年后，一个球终于落了下来。由于首都没有人感到任何动摇，他的批评者认为这份文件是失败的。但是几天后，一位信使到达并报告了一场严重的地震，地震发生在数百英里外的地震仪指示的确切方向上。

据说，在张衡死后的几个世纪里，其他中国知识分子成功地重建了张衡的地震仪，但没有幸免于难。当代作家描述了这种乐器的性质，但其内部运作仍然是个谜。例如，尚不清楚古老的钟摆设计如何灵敏到足以探测数百英里外的地震，同时又足够稳定以仅干扰一组杠杆而不接触其余杠杆。

尝试建造张衡的地震仪是在 19 和 20 世纪，但这些复制品未能达到中国历史记录中描述的准确度和灵敏度水平。就在 2005 年，中国科学院的一组地震学家和考古学家宣布，他们已经创建了一个功能正常的复制品。

在他们的版本中，研究人员在八个基本方向上只使用了一个球，而不是八个单独的球。球在乐器中心的薄底座上巧妙地平衡。球的正上方是一个悬浮的钟摆，可以轻轻地接触球。当钟摆摆动时，它会轻轻地将球从底部移动到八个通道之一，然后从龙的嘴里滑出。这样，仪器只能触发一次，而且由于没有更多的球，摆锤的后续运动将无法将其他球从其他口中敲出。

张衡的地震仪可能有1800年的历史，但其工作原理一直保持到近代。直到 19 世纪，才使用基于摆的地震仪。现代地震仪使用复杂的电子设备，但传感器仍然是一个悬挂物体，一个钟摆，由电力而不是机械杠杆和杆固定。一些乐器使用弹簧而不是钟摆。

在 2016 年和 2017 年之间，一组研究人员证明，通过测量由地震事件引起的传输光脉冲的相位波动，可以使用普通海底电信电缆检测地震。与位于空间单个点的地震仪不同，后者仅测量一组地震波，而光纤在其整个长度上都受到地震的干扰，这使研究人员能够提取有关地震的宝贵信息，而这些信息可能无法通过地震仪。在海底安装地震仪既困难又昂贵，但有数千公里的海底电缆承载着世界各地的互联网和语音数据。通过使用现有的基础设施，可以以极低的成本实现全球地震网络。

文章来源：《机械设计与研究》 网址: http://www.jxsjyyj.cn/zonghexinwen/2021/0813/1233.html