傳誦千古而又聚訟紛紜的地動儀誕生于東漢陽嘉元年（132），漢順帝在位期間，或許并非偶然——這位皇帝和地震頗有緣分。

陜西歷史博物館，地動儀

當(dāng)年，安帝劉祜與宮人李氏生下劉保，并在鄧太后主持下立為太子。好景不長，永寧二年（121），鄧太后一死，皇后閻姬就毒死了李氏，并威脅劉保的太子之位，此后年年都有蹊蹺的地震發(fā)生。到了延光三年（124），安帝乳母王圣等人在閻姬授意下大進讒言，廢除劉保太子之位，是年，京師與二十三郡國大地震，史稱為廢太子之故。

更驚人的事變發(fā)生在第二年（125），當(dāng)年春，安帝駕崩，閻皇后升級為太后，立年幼的北鄉(xiāng)侯劉懿為帝，不料劉懿命短，即位半年就死去了。閻太后秘不發(fā)喪，征召宗室王子進京，想再找一個屬意的孩子當(dāng)傀儡皇帝。十一月丁巳，京師和十六郡國地震，正在人心惶惶，當(dāng)天夜里，中黃門孫程、王康等十九人斬殺了閻太后的親信黨羽，把被廢黜的劉保接來，在洛陽正宮德陽殿即皇帝位。閻家勢力被一掃而空。劉保當(dāng)時只有十歲，不過這個地震之夜的奇跡，想必會一直印在腦海中。

當(dāng)然，對于天下所有人來說，地震總是意味著重大的政治危機和變化。在漢代人的觀念中，天地的異變與人事密切對應(yīng)，稱為天人合一。天上日月星辰的奇異變化，和地下的地震山崩等都意味著帝國的統(tǒng)治秩序出現(xiàn)了重大的問題，必須要通過帝王修德和朝政的改弦更張來應(yīng)對。如果說天象的變化還只是象征性的，不受點專業(yè)訓(xùn)練看不懂，那么本身就能殺人毀城的地震，對人的威懾力就連三歲孩童都能了解，引起的朝野恐慌之強烈更是可想而知。

此時，想必小皇帝劉保乃至朝野上下都想到了一件事：這事得找人好好整個明白。

恰巧，這個時代有一個眾望所歸的人選。

順帝永建元年（126），公認(rèn)精通“天文、陰陽、歷算”的南陽人張衡被任命為太史令——此時司馬遷當(dāng)過的太史令已經(jīng)不管修史，變?yōu)檎乒芴煜?、歷法和其他祥瑞災(zāi)異的天文臺長。官職不高，只有六百石，但地位處于天人之間，十分重要。

張衡畫像

張衡在安帝年間已當(dāng)過多年的太史令，他在天文學(xué)上的貢獻，比如對“渾天說”的系統(tǒng)化改造，對于日月角直徑的測量，對于恒星表的綜合整理等等，屬于專業(yè)的學(xué)術(shù)范疇，一般人不懂也不敢懂——擅自學(xué)習(xí)天文可能被視為圖謀不軌。據(jù)說渾天儀上能夠顯示日月五星在天空中的位置，靠水力推動，其運行完全吻合天象。朝野公認(rèn)，再沒有比張衡更適合擔(dān)任太史令的人選了。

然而鄧太后一死（121），張衡立即被調(diào)任他職，很可能是閻姬、王圣等人專權(quán)，生怕天象中有什么警示，被這位天學(xué)奇才發(fā)現(xiàn)，要在這個關(guān)鍵崗位上換上聽話的自己人。到順帝即位，張衡又重為太史令，回到了靈臺，這些看上去枯燥乏味的調(diào)任記錄，卻和宮廷政治斗爭的風(fēng)向緊密吻合。

六年后的陽嘉元年（132），張衡造出了一架神奇的地動儀，或者叫“候風(fēng)地動銅儀”。我懷疑，地動儀可能是應(yīng)朝廷的要求打造的，屬于國家科研攻關(guān)項目。即便是出于張衡自己的興趣，也顯然受到了朝廷格外的重視。如上所述，找到地動的方位，這不僅是為了救災(zāi)，也是帝國塑造和鞏固自身合法性的需要。

造地動儀的事，不僅在《后漢書·張衡列傳》中大書特書，而且在惜墨如金的《順帝本紀(jì)》中也提到“秋七月，史官始作候風(fēng)地動銅儀”，連月份都寫出來了，相比較而言，更具科學(xué)意義的渾天儀根本沒有在本紀(jì)中提到，列傳中也只有寥寥一筆。除了編撰于南北朝的《后漢書》外，更早的袁宏的《后漢紀(jì)》，司馬彪《續(xù)漢書》中也有大同小異的記載，而沒有人提到渾天儀。在朝廷極為重視的情況下，關(guān)于地動儀的幾條記載都應(yīng)當(dāng)來自于漢代的官方檔案。當(dāng)然史官所錄下的只是原始文獻的梗概，今天，我們只能憑借其中的兩百個字左右來推究地動儀的本來面貌。

地動儀有“候風(fēng)”二字，有人推斷是從風(fēng)向辨認(rèn)地震方位，純屬望文生義。如果刮大風(fēng)就能看出地震，那一年得有一小半時間發(fā)生地震，冬天北方震，夏天南方震，這顯然是荒唐的。實際上，候風(fēng)是太史令下的一個職位名，與“候日”“候星”“候晷景”等并列，有三個人的編制。這也說明，地動儀不在別的地方，就安置在太史令主管的、洛陽南郊的國家天文臺——靈臺。

地動儀是什么樣子的？《后漢書》等文獻中詳細描述了其大小形制：“員徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱，傍行八道，施關(guān)發(fā)機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之……” 如此具體生動，記錄下來的人顯然親眼觀察過，也在一定程度上了解其內(nèi)在構(gòu)造。

地動儀詳解圖

《后漢書·張衡列傳》中進一步描寫其報告震中位置的機理：“如有地動，尊則振龍機發(fā)吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發(fā)機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。”雖然說得十分神秘，但其中部分原理不難理解：大地震動，讓儀器中間的“都柱”往某個方向倒下，觸發(fā)龍頭中的機關(guān)，讓銅丸落在下面的蟾蜍嘴里，自然是“一龍發(fā)機而七首不動”。這進一步證明了地動儀不可能是出于后世的傳說，以漢朝一般人的知識水平和思維方式，你讓他編出能大致講通的機械原理，還不如編幾個預(yù)言地震的童謠讖緯容易。

這些描述可以捕捉張衡對地震的認(rèn)識：他發(fā)現(xiàn)了地震是由某個震動中心向外發(fā)散的過程，其發(fā)散過程就是震動的傳導(dǎo)過程，類似于地下傳來某種向外推的力，如果是這樣，稍加設(shè)計后，讓都柱倒向力所來自或指向的方向并不難辦。有些人認(rèn)為，張衡不了解地震學(xué)的原理，只能根據(jù)傳統(tǒng)中國宇宙論的陰陽氣化理論去解釋，怎么可能造出有用的儀器來？但張衡并不需要知道板塊運動之類的深層原理，只需要知道地震大致的傳播方式，就可能造出這樣的儀器。正如造出模擬天體視運動的渾天儀，不需要知道地球是繞太陽轉(zhuǎn)的。

但實際效果如何呢？看上去很簡單，一有地震就能驗證了。陽嘉二年（133），果然發(fā)生了一場地震，不過震中是在洛陽附近，難以判斷出更具體的位置。地動儀是否靈驗沒法驗證。不久之后，可能是地震余波，洛陽出現(xiàn)了地陷，當(dāng)年，順帝戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，下詔罪己，對張衡也越發(fā)重視，他升張衡為侍中，給他以出入禁中的權(quán)限，讓他在左右服侍進言。侍中是加官，張衡的本職工作太史令還在。

史書中記載了張衡為順帝解說洛陽地震的上書：“京師地震土裂，裂者威分，震者人擾也。君以靜唱，臣以動和，威自上出，不趣于下，禮之政也。竊懼圣思厭倦，制不專已，思不忍割，與眾共威。威不可分，德不可共……愿陛下思惟所以稽古率舊，勿令刑德八柄，不由天子?！贝笠馐钦f，洛陽地震是皇帝大權(quán)旁落，政出多門所致，這當(dāng)然來自于“天人合一”的思想。當(dāng)代人對此也許會嗤之以鼻，甚至覺得有損大科學(xué)家的形象。不過從托勒密到開普勒都是占星術(shù)士，牛頓也沉迷圣經(jīng)神學(xué)，歷史上真實的思想、觀念和信仰圖景，本就比一般科學(xué)史的概括要復(fù)雜得多。

張衡的話并非純粹理論推演，而隱隱指向順帝一朝已經(jīng)崛起的兩大勢力：外戚和宦官。外戚早已有之，不過順帝的老丈人梁商家族，將成為東漢歷史上最飛揚跋扈的外戚勢力；至于宦官，順帝即位就是中黃門孫程、王康等十九人武裝擁立的結(jié)果，十九個閹宦全部封侯，形成史無前例的貴寵。順帝還寵信小宦官曹騰、曹節(jié)等人，他們的威勢將進一步持續(xù)到桓靈時代。最后，曹騰的干孫子——曹操——將為漢朝劃上句號。順帝時代，正是宦官集團從克制低調(diào)走向權(quán)傾天下的轉(zhuǎn)折點。

梁商那邊還好，此人號稱賢明，舉薦了不少士人，他的兒子、后來毒死小皇帝的跋扈將軍梁冀還沒上臺。但宦官和士人的矛盾已經(jīng)開始劍拔弩張。張衡當(dāng)了幾年侍中，有一次，順帝問他天下最厭惡的是什么人，張衡剛起了個頭，意有所指，周圍的宦官覺出不對，一起瞪著他，逼張衡住口。張衡不得不東拉西扯，避開正題。不過張衡走后，宦官們依舊怕他再在皇帝身邊說出不該說的話，一起大進讒言，要把他搞下去。

但張衡滿足于太史令這個區(qū)區(qū)六百石的技術(shù)官員，也挑不出什么錯處，宦官根本不易對付。到了永和元年（136），總算想方設(shè)法，明升暗降，讓順帝任命張衡為河間國相（相當(dāng)于郡守，二千石），調(diào)出了洛陽。

這幾年中，洛陽略有兩次地震，沒有外地的大地震發(fā)生，地動儀也沒有辦法得到驗證。但到了138年，情況就不一樣了。隴西發(fā)生了一次大地震?！稄埡饬袀鳌分姓f：“嘗一龍機發(fā)而地不覺動，京師學(xué)者咸怪其無征，后數(shù)日驛至，果地震隴西，于是皆服其妙?！钡貏觾x一舉成名，彪炳千古。

《后漢書》和《后漢紀(jì)》還寫到：“自此以后，乃令史官記地動所從方起?！背浞肿糇C這一次“成功”預(yù)言地震一事不虛，從傳統(tǒng)史學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)來講，似乎沒有理由懷疑。

但質(zhì)疑來自于科學(xué)層面?，F(xiàn)代人嘗試復(fù)原地動儀的多種模型都沒有產(chǎn)生這樣的神效。由科技史學(xué)者王振鐸所模擬，實體在唐山大地震的時候放在北京，卻半個丸子也沒有掉落。問題出在哪里呢？僅僅是因為我們沒找到張衡所采用的特殊構(gòu)造么？

不止如此，地動儀還有其內(nèi)在的理論困難：一方面，人們疑惑它如何能夠區(qū)分近處較小的震動和遠處真正的地震？幾百米外一輛馬車駛過，所引起的地表震動可能和一千里外一場大地震差不多。怎么能不被這些地表的近處震動所干擾？當(dāng)然，我們可以把地動儀造得十分穩(wěn)固，須得一定的震感時才能啟動，不過這樣一來，所謂“龍機發(fā)而地不覺動”的效果就沒法實現(xiàn)了。

另一方面，更根本的問題是，地動儀難以指明地震的方向，雖然在地震中，張衡設(shè)想的那種地震推動力是存在的（稱為縱波初動），但實際的震動并非一個單純的線性矢量，而是復(fù)雜的波動，其具體方位必須通過將多個震動參數(shù)代入數(shù)學(xué)方程求解，張衡時代不可能具有這樣的理論基礎(chǔ)，再天才的個人也難以彌補。所以在理想的情況下，即使地動儀感知到了遠處的地震而都柱倒下，很可能也不一定會觸發(fā)震中方向的龍頭機關(guān)。不過畢竟有八分之一的機會，偶然碰巧打中的可能性仍在。

在138年隴西地震中，地動儀倒的確是可能做出這樣的成績的。那次地震，其實并非張衡傳記中所說的“地不覺動”，而是洛陽也有明顯震感?！逗鬂h書·順帝紀(jì)》載，那一次“京師及金城、隴西地震，二郡山岸崩，地陷……” 在京城有明顯震感的情況下，地動儀的都柱倒下，龍機發(fā)動就不奇怪了。

既然洛陽也有震感，如何能判斷震中在何處呢？隴西和金城一帶地震的烈度要大得多，再看《順帝紀(jì)》記載的朝廷救災(zāi)情況，顯然，震中一定在西方。

那一次，地動儀可能恰好是正西方的銅丸落下，湊巧指向了隴西所在，甚至也可能是西南或者西北，這些寬泛點都可以算成是地震方位，反正古人自己的認(rèn)識也比較模糊，這么一看，隨機蒙對的可能性都有3/8=37.5%。

起到關(guān)鍵作用的一點是，地動儀既然放置在張衡長期擔(dān)任太史令的靈臺，負(fù)責(zé)觀測的人，包括靈臺的主要負(fù)責(zé)人都可能是張衡的弟子或前屬下。雖然張衡如上所述已被外放河北，但弟子和部屬們對張衡崇拜備至，如果恰好十分準(zhǔn)確自不待言，即使效果稍微有些偏差，在對朝廷的報告中也會設(shè)法遮掩，并夸大其靈效。這很可能還有現(xiàn)實的政治考慮：比如以地動儀的靈驗為由，上書朝廷將老師召回京師，所以更有動力夸張渲染——反正看到實情的只有自己人。

事實上，張衡的確在第二年（139）被拜為尚書，召回京師。這可能是地動儀的神效起了作用，也可能是和朝廷的內(nèi)部斗爭有關(guān)：當(dāng)年正月，中常侍張逵、蘧政、楊定等人矯詔，想扳倒梁商和曹騰一黨，結(jié)果失敗被殺。如果當(dāng)年把張衡趕出京師的是這一批人，那么他們一倒，張衡自然就可以回來。

張衡在河間任國相時整治豪族，頗有作為，但也耗盡了他的精力。他回到洛陽后已老病纏身，他一定想再親自驗證一下地動儀的效用，但已經(jīng)沒有了機會。是年，張衡病逝于洛陽。

桓帝元嘉年間（151-153），《東觀漢記》有一次大的修史活動，補充了很多順帝朝的人物，張衡的傳記稿很可能是這一時期加入的。相隔十多年后，記憶早已有了偏差，加上贊揚這位不世天才的強烈愿望，地動儀指示出隴西地震的故事被大書特書，其中并不太理想的部分，比如京師其實也有震感，比如可能方位略有偏差，自然都被選擇性地忽略了，甚至還有許多夸張描述。張衡的地動儀，就此成為不朽的神話，在科學(xué)的時代來臨后，更升級為中國科學(xué)精神的圖騰。

不過，在東漢一朝，地動儀指示隴西地震的傳奇，更多是與帝國的現(xiàn)實困擾相關(guān)聯(lián)的?！段逍兄尽份d，隴西地震后半年，西羌二千余騎入金城寨，自此肆虐涼州。在史書作者看來，二者內(nèi)在相關(guān)。地動儀不僅指向自然現(xiàn)象，也指向邊疆的叛亂沖突，各州郡的騷擾不寧，以及帝國命運莫測的未來。這才是大漢朝廷如此重視這部儀器的本質(zhì)所在。在理想情況下，它能夠告訴朝廷，帝國的病灶到底在哪里。

終順帝一朝，涼州各郡的羌亂沒有停止過，地震也頻繁發(fā)生，漢安二年（143）更是夸張，隴西等郡竟然發(fā)生了一百八十次地震！順帝被搞得焦頭爛額，但他自己沒法擺脫煩擾，當(dāng)年八月，這位與地震結(jié)下不解之緣的皇帝駕崩，年僅三十歲。

《三國演義》漢順帝

在這些后來的地震中，史書并沒有記載地動儀有任何表現(xiàn)，事實上，地動儀就此絕跡于史書。“證明”了張衡的卓越之后，它似乎已經(jīng)完成了自己的使命。從《續(xù)漢書·五行志》的記載來看，后來對地震的記載，似乎也沒有明顯改進。甚至有大量記載，只有發(fā)生時間和“地震”二字，說明根本不知道其方位所在！顯然，地動儀沒有發(fā)揮任何作用，很可能基本的機械裝置也壞了。

官員們大概知道這件東西已經(jīng)失效了，不過對之前的靈驗卻沒有人敢于質(zhì)疑：你如果不是張衡那樣的天才，有什么資格去否定？中國人很少能站在巨人的肩膀上，而往往是站在他的陰影下。

張衡死后整五十年，靈帝中平六年（189），一個對于讀者來說應(yīng)該更熟悉的年份，東漢最后一個有實權(quán)的皇帝駕崩，宦官和外戚在火并中也同歸于盡，一個來自隴西，很可能出生在那次大地震前后的涼州軍閥控制了洛陽。他叫董卓。董卓不懂經(jīng)濟又貪得無厭，將洛陽的銅人、銅馬、大鐘等銅器都熔化了拿來鑄錢，據(jù)推測，地動儀和渾天儀應(yīng)該就毀于此時。不論地動儀是否真正起到作用，這都是中華文明的巨大損失。

但換一個角度看，也許恰因為其毀滅，具體構(gòu)造和工藝都不得而知，地動儀的傳奇才得以一直延續(xù)下去，直到今天。我們不必再相信作為神器的地動儀，但作為在歷史深處艱辛探索的天才的發(fā)明，作為一個古老帝國恐懼與希望的寄托，作為被無限神話又遮遮掩掩的存在，被永久銘記又早就遺忘的造物……它的復(fù)雜意蘊或許更加耐人尋味。