新垣平 | 那个被删的地动仪，曾预测过几百年的历史进程

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传诵千古而又聚讼纷纭的地动仪诞生于东汉阳嘉元年（132），汉顺帝在位期间，或许并非偶然——这位皇帝和地震颇有缘分。

陕西历史博物馆，地动仪

当年，安帝刘祜与宫人李氏生下刘保，并在邓太后主持下立为太子。好景不长，永宁二年（121），邓太后一死，皇后阎姬就毒死了李氏，并威胁刘保的太子之位，此后年年都有蹊跷的地震发生。到了延光三年（124），安帝乳母王圣等人在阎姬授意下大进谗言，废除刘保太子之位，是年，京师与二十三郡国大地震，史称为废太子之故。

更惊人的事变发生在第二年（125），当年春，安帝驾崩，阎皇后升级为太后，立年幼的北乡侯刘懿为帝，不料刘懿命短，即位半年就死去了。阎太后秘不发丧，征召宗室王子进京，想再找一个属意的孩子当傀儡皇帝。十一月丁巳，京师和十六郡国地震，正在人心惶惶，当天夜里，中黄门孙程、王康等十九人斩杀了阎太后的亲信党羽，把被废黜的刘保接来，在洛阳正宫德阳殿即皇帝位。阎家势力被一扫而空。刘保当时只有十岁，不过这个地震之夜的奇迹，想必会一直印在脑海中。

当然，对于天下所有人来说，地震总是意味着重大的政治危机和变化。在汉代人的观念中，天地的异变与人事密切对应，称为天人合一。天上日月星辰的奇异变化，和地下的地震山崩等都意味着帝国的统治秩序出现了重大的问题，必须要通过帝王修德和朝政的改弦更张来应对。如果说天象的变化还只是象征性的，不受点专业训练看不懂，那么本身就能杀人毁城的地震，对人的威慑力就连三岁孩童都能了解，引起的朝野恐慌之强烈更是可想而知。

此时，想必小皇帝刘保乃至朝野上下都想到了一件事：这事得找人好好整个明白。

恰巧，这个时代有一个众望所归的人选。

顺帝永建元年（126），公认精通“天文、阴阳、历算”的南阳人张衡被任命为太史令——此时司马迁当过的太史令已经不管修史，变为掌管天象、历法和其他祥瑞灾异的天文台长。官职不高，只有六百石，但地位处于天人之间，十分重要。

张衡画像

张衡在安帝年间已当过多年的太史令，他在天文学上的贡献，比如对“浑天说”的系统化改造，对于日月角直径的测量，对于恒星表的综合整理等等，属于专业的学术范畴，一般人不懂也不敢懂——擅自学习天文可能被视为图谋不轨。据说浑天仪上能够显示日月五星在天空中的位置，靠水力推动，其运行完全吻合天象。朝野公认，再没有比张衡更适合担任太史令的人选了。

然而邓太后一死（121），张衡立即被调任他职，很可能是阎姬、王圣等人专权，生怕天象中有什么警示，被这位天学奇才发现，要在这个关键岗位上换上听话的自己人。到顺帝即位，张衡又重为太史令，回到了灵台，这些看上去枯燥乏味的调任记录，却和宫廷政治斗争的风向紧密吻合。

六年后的阳嘉元年（132），张衡造出了一架神奇的地动仪，或者叫“候风地动铜仪”。我怀疑，地动仪可能是应朝廷的要求打造的，属于国家科研攻关项目。即便是出于张衡自己的兴趣，也显然受到了朝廷格外的重视。如上所述，找到地动的方位，这不仅是为了救灾，也是帝国塑造和巩固自身合法性的需要。

造地动仪的事，不仅在《后汉书·张衡列传》中大书特书，而且在惜墨如金的《顺帝本纪》中也提到“秋七月，史官始作候风地动铜仪”，连月份都写出来了，相比较而言，更具科学意义的浑天仪根本没有在本纪中提到，列传中也只有寥寥一笔。除了编撰于南北朝的《后汉书》外，更早的袁宏的《后汉纪》，司马彪《续汉书》中也有大同小异的记载，而没有人提到浑天仪。在朝廷极为重视的情况下，关于地动仪的几条记载都应当来自于汉代的官方档案。当然史官所录下的只是原始文献的梗概，今天，我们只能凭借其中的两百个字左右来推究地动仪的本来面貌。

地动仪有“候风”二字，有人推断是从风向辨认地震方位，纯属望文生义。如果刮大风就能看出地震，那一年得有一小半时间发生地震，冬天北方震，夏天南方震，这显然是荒唐的。实际上，候风是太史令下的一个职位名，与“候日”“候星”“候晷景”等并列，有三个人的编制。这也说明，地动仪不在别的地方，就安置在太史令主管的、洛阳南郊的国家天文台——灵台。

地动仪是什么样子的？《后汉书》等文献中详细描述了其大小形制：“员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之……” 如此具体生动，记录下来的人显然亲眼观察过，也在一定程度上了解其内在构造。

地动仪详解图

《后汉书·张衡列传》中进一步描写其报告震中位置的机理：“如有地动，尊则振龙机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。”虽然说得十分神秘，但其中部分原理不难理解：大地震动，让仪器中间的“都柱”往某个方向倒下，触发龙头中的机关，让铜丸落在下面的蟾蜍嘴里，自然是“一龙发机而七首不动”。这进一步证明了地动仪不可能是出于后世的传说，以汉朝一般人的知识水平和思维方式，你让他编出能大致讲通的机械原理，还不如编几个预言地震的童谣谶纬容易。

这些描述可以捕捉张衡对地震的认识：他发现了地震是由某个震动中心向外发散的过程，其发散过程就是震动的传导过程，类似于地下传来某种向外推的力，如果是这样，稍加设计后，让都柱倒向力所来自或指向的方向并不难办。有些人认为，张衡不了解地震学的原理，只能根据传统中国宇宙论的阴阳气化理论去解释，怎么可能造出有用的仪器来？但张衡并不需要知道板块运动之类的深层原理，只需要知道地震大致的传播方式，就可能造出这样的仪器。正如造出模拟天体视运动的浑天仪，不需要知道地球是绕太阳转的。

但实际效果如何呢？看上去很简单，一有地震就能验证了。阳嘉二年（133），果然发生了一场地震，不过震中是在洛阳附近，难以判断出更具体的位置。地动仪是否灵验没法验证。不久之后，可能是地震余波，洛阳出现了地陷，当年，顺帝战战兢兢，下诏罪己，对张衡也越发重视，他升张衡为侍中，给他以出入禁中的权限，让他在左右服侍进言。侍中是加官，张衡的本职工作太史令还在。

史书中记载了张衡为顺帝解说洛阳地震的上书：“京师地震土裂，裂者威分，震者人扰也。君以静唱，臣以动和，威自上出，不趣于下，礼之政也。窃惧圣思厌倦，制不专已，思不忍割，与众共威。威不可分，德不可共……愿陛下思惟所以稽古率旧，勿令刑德八柄，不由天子。”大意是说，洛阳地震是皇帝大权旁落，政出多门所致，这当然来自于“天人合一”的思想。当代人对此也许会嗤之以鼻，甚至觉得有损大科学家的形象。不过从托勒密到开普勒都是占星术士，牛顿也沉迷圣经神学，历史上真实的思想、观念和信仰图景，本就比一般科学史的概括要复杂得多。

张衡的话并非纯粹理论推演，而隐隐指向顺帝一朝已经崛起的两大势力：外戚和宦官。外戚早已有之，不过顺帝的老丈人梁商家族，将成为东汉历史上最飞扬跋扈的外戚势力；至于宦官，顺帝即位就是中黄门孙程、王康等十九人武装拥立的结果，十九个阉宦全部封侯，形成史无前例的贵宠。顺帝还宠信小宦官曹腾、曹节等人，他们的威势将进一步持续到桓灵时代。最后，曹腾的干孙子——曹操——将为汉朝划上句号。顺帝时代，正是宦官集团从克制低调走向权倾天下的转折点。

梁商那边还好，此人号称贤明，举荐了不少士人，他的儿子、后来毒死小皇帝的跋扈将军梁冀还没上台。但宦官和士人的矛盾已经开始剑拔弩张。张衡当了几年侍中，有一次，顺帝问他天下最厌恶的是什么人，张衡刚起了个头，意有所指，周围的宦官觉出不对，一起瞪着他，逼张衡住口。张衡不得不东拉西扯，避开正题。不过张衡走后，宦官们仍然怕他再在皇帝身边说出不该说的话，一起大进谗言，要把他搞下去。

但张衡满足于太史令这个区区六百石的技术官员，也挑不出什么错处，宦官根本不易对付。到了永和元年（136），总算想方设法，明升暗降，让顺帝任命张衡为河间国相（相当于郡守，二千石），调出了洛阳。

这几年中，洛阳略有两次地震，没有外地的大地震发生，地动仪也没有办法得到验证。但到了138年，情况就不一样了。陇西发生了一次大地震。《张衡列传》中说：“尝一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪其无征，后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。”地动仪一举成名，彪炳千古。

《后汉书》和《后汉纪》还写到：“自此以后，乃令史官记地动所从方起。”充分佐证这一次“成功”预言地震一事不虚，从传统史学的标准来讲，似乎没有理由怀疑。

但质疑来自于科学层面。现代人尝试复原地动仪的多种模型都没有产生这样的神效。由科技史学者王振铎所模拟，实体在唐山大地震的时候放在北京，却半个丸子也没有掉落。问题出在哪里呢？仅仅是因为我们没找到张衡所采用的特殊构造么？

不止如此，地动仪还有其内在的理论困难：一方面，人们疑惑它如何能够区分近处较小的震动和远处真正的地震？几百米外一辆马车驶过，所引起的地表震动可能和一千里外一场大地震差不多。怎么能不被这些地表的近处震动所干扰？当然，我们可以把地动仪造得十分稳固，须得一定的震感时才能启动，不过这样一来，所谓“龙机发而地不觉动”的效果就没法实现了。

另一方面，更根本的问题是，地动仪难以指明地震的方向，虽然在地震中，张衡设想的那种地震推动力是存在的（称为纵波初动），但实际的震动并非一个单纯的线性矢量，而是复杂的波动，其具体方位必须通过将多个震动参数代入数学方程求解，张衡时代不可能具有这样的理论基础，再天才的个人也难以弥补。所以在理想的情况下，即使地动仪感知到了远处的地震而都柱倒下，很可能也不一定会触发震中方向的龙头机关。不过毕竟有八分之一的机会，偶然碰巧打中的可能性仍在。

在138年陇西地震中，地动仪倒的确是可能做出这样的成绩的。那次地震，其实并非张衡传记中所说的“地不觉动”，而是洛阳也有明显震感。《后汉书·顺帝纪》载，那一次“京师及金城、陇西地震，二郡山岸崩，地陷……” 在京城有明显震感的情况下，地动仪的都柱倒下，龙机发动就不奇怪了。

既然洛阳也有震感，如何能判断震中在何处呢？陇西和金城一带地震的烈度要大得多，再看《顺帝纪》记载的朝廷救灾情况，显然，震中一定在西方。

那一次，地动仪可能恰好是正西方的铜丸落下，凑巧指向了陇西所在，甚至也可能是西南或者西北，这些宽泛点都可以算成是地震方位，反正古人自己的认识也比较模糊，这么一看，随机蒙对的可能性都有3/8=37.5%。

起到关键作用的一点是，地动仪既然放置在张衡长期担任太史令的灵台，负责观测的人，包括灵台的主要负责人都可能是张衡的弟子或前属下。虽然张衡如上所述已被外放河北，但弟子和部属们对张衡崇拜备至，如果恰好十分准确自不待言，即使效果稍微有些偏差，在对朝廷的报告中也会设法遮掩，并夸大其灵效。这很可能还有现实的政治考虑：比如以地动仪的灵验为由，上书朝廷将老师召回京师，所以更有动力夸张渲染——反正看到实情的只有自己人。

事实上，张衡的确在第二年（139）被拜为尚书，召回京师。这可能是地动仪的神效起了作用，也可能是和朝廷的内部斗争有关：当年正月，中常侍张逵、蘧政、杨定等人矫诏，想扳倒梁商和曹腾一党，结果失败被杀。如果当年把张衡赶出京师的是这一批人，那么他们一倒，张衡自然就可以回来。

张衡在河间任国相时整治豪族，颇有作为，但也耗尽了他的精力。他回到洛阳后已老病缠身，他一定想再亲自验证一下地动仪的效用，但已经没有了机会。是年，张衡病逝于洛阳。

桓帝元嘉年间（151-153），《东观汉记》有一次大的修史活动，补充了很多顺帝朝的人物，张衡的传记稿很可能是这一时期加入的。相隔十多年后，记忆早已有了偏差，加上赞扬这位不世天才的强烈愿望，地动仪指示出陇西地震的故事被大书特书，其中并不太理想的部分，比如京师其实也有震感，比如可能方位略有偏差，自然都被选择性地忽略了，甚至还有许多夸张描述。张衡的地动仪，就此成为不朽的神话，在科学的时代来临后，更升级为中国科学精神的图腾。

不过，在东汉一朝，地动仪指示陇西地震的传奇，更多是与帝国的现实困扰相关联的。《五行志》载，陇西地震后半年，西羌二千余骑入金城寨，自此肆虐凉州。在史书作者看来，二者内在相关。地动仪不仅指向自然现象，也指向边疆的叛乱冲突，各州郡的骚扰不宁，以及帝国命运莫测的未来。这才是大汉朝廷如此重视这部仪器的本质所在。在理想情况下，它能够告诉朝廷，帝国的病灶到底在哪里。

终顺帝一朝，凉州各郡的羌乱没有停止过，地震也频繁发生，汉安二年（143）更是夸张，陇西等郡竟然发生了一百八十次地震！顺帝被搞得焦头烂额，但他自己没法摆脱烦扰，当年八月，这位与地震结下不解之缘的皇帝驾崩，年仅三十岁。

《三国演义》汉顺帝

在这些后来的地震中，史书并没有记载地动仪有任何表现，事实上，地动仪就此绝迹于史书。“证明”了张衡的卓越之后，它似乎已经完成了自己的使命。从《续汉书·五行志》的记载来看，后来对地震的记载，似乎也没有明显改进。甚至有大量记载，只有发生时间和“地震”二字，说明根本不知道其方位所在！显然，地动仪没有发挥任何作用，很可能基本的机械装置也坏了。

官员们大概知道这件东西已经失效了，不过对之前的灵验却没有人敢于质疑：你如果不是张衡那样的天才，有什么资格去否定？中国人很少能站在巨人的肩膀上，而往往是站在他的阴影下。

张衡死后整五十年，灵帝中平六年（189），一个对于读者来说应该更熟悉的年份，东汉最后一个有实权的皇帝驾崩，宦官和外戚在火并中也同归于尽，一个来自陇西，很可能出生在那次大地震前后的凉州军阀控制了洛阳。他叫董卓。董卓不懂经济又贪得无厌，将洛阳的铜人、铜马、大钟等铜器都熔化了拿来铸钱，据推测，地动仪和浑天仪应该就毁于此时。不论地动仪是否真正起到作用，这都是中华文明的巨大损失。

但换一个角度看，也许恰因为其毁灭，具体构造和工艺都不得而知，地动仪的传奇才得以一直延续下去，直到今天。我们不必再相信作为神器的地动仪，但作为在历史深处艰辛探索的天才的发明，作为一个古老帝国恐惧与希望的寄托，作为被无限神话又遮遮掩掩的存在，被永久铭记又早就遗忘的造物……它的复杂意蕴或许更加耐人寻味。

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