張衡的地動儀到底能不能預測地震？
張衡的地動儀發明出來就不是為了「預測地震」的，當然不能預測地震。實際上，按照史書的記載，張衡的地動儀是一個「報告地震」的工具。
因為張衡所在的東漢地震頻發，而當時東漢王朝的地盤很大，洛陽朝廷只能通過驛站的一站又一站的接力，才能得到震區的報告，然後才能由朝廷做出賑災的決策，這個一來一回，其實已經在路上浪費了很多時間。
再來看史書的原文，見范曄《後漢書·張衡傳》：
陽嘉元年，復造候風地動儀。
以精銅鑄成，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，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。其牙機巧制，皆隱在尊中，覆蓋周密無際。
如有地動，尊則振龍機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。驗之以事，合契若神。自書典所記，未之有也。嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征，後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。自此以後，乃令史官記地動所從方起。
其實就介紹了這個東西的外觀、形狀，然後說明操作原理，就是地震的時候，對應方向的龍吐出銅丸，砸在蛤蟆嘴裡，有聲音讓看守的人聽到，然後知道地震在哪個方向發生。
整體來說，就是一個方位指示的作用，而且肯定是地震發生後才能有所反應，否則就不是「報告」的機器了，而是「算卦」的機器了。
哪怕是看史書上的這點記載，地動儀也不是個有多大實用價值的東西，因為不能準確指示位置，而只是方向，詳細情況還得人力傳送，除了拿來裝個*，也就沒什麼作用了。
而我們熟悉的「地動儀」，包括上面的圖片，其實都是1951年現代人復原仿造的玩意兒，根本連「報告地震」的功能都沒有，或許有個人在旁邊拍桌子，那個球就會掉下來，因為那個震動引發立柱傾斜的原理實在是太無厘頭了。
畢竟這年頭有幾個人能準確區分腳底下的震動是重載卡車造成的，還是小型地震？人都未必能分清楚，何況這麼個銅疙瘩。
所以，別上當了。
最基本的常識，地動儀是用來測已經發生的地震方位而不是預測地震。地震預測對現代人來說都依舊是無解的難題，更別說2000年前的古人了。
陽嘉元年，復造候風地動儀。以精銅鑄成，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，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。其牙機巧制，皆隱在尊中，覆蓋周密無際。如有地動，尊則振龍，機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。驗之以事，合契若神。自書典所記，未之有也。嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征。後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。自此以後，乃令史官記地動所從方起。
後漢書的張衡傳的記載，很明確的說明了地動儀的功能是用來感知地震方位的。地動儀上用八條龍代表八個方位，任何一個方向有地震時，所在方位的龍頭吐掉銅丸，由下方的蟾蜍接住。其它方向的龍則不會受影響。地動儀製造出來後，很多人還不相信他的功能，但經過多次地震驗證後，都非常服氣。
（張衡）
但真實的地動儀到底是什麼樣子現代人其實並不知道，我們通常所見到的地動儀形象，只是根據歷史記載製造出來僅僅外形可能類似的東西，完全實現不了歷史記載中測定地震方位的功能。地動儀到底是什麼樣子，如何實行測定地震方位，還需要繼續研究探索。
（這種現代製造出來的地動儀完全實現不了地動儀的功能）
地震是地球上最嚴重的自然災害，很容易造成嚴重經濟損失和人員傷亡，而且發生頻率非常頻繁，昨天晚上印尼龍目島剛發生7.0級地震，已造成80多人遇難，不小於這樣級別的地震每年會發生十多次，有感地震則達到一千多次，可監測地震則會發生500多萬次，即每天都會有1萬多次。
張衡是我國東漢時期著名的科學家，而東漢時期又是我國科技大發展的高潮時代，張衡的科技上的成就十分讓人欽佩，他在天文、機械技術以及地震學的發展上都作出了重要貢獻，月球的背面就有以他的名字命名的環形山，太陽系第1802號小行星也被叫做「張衡星」，我們從小學課本上就知道了張衡是位偉大的科學家，附帶的還看到了張衡製造的地動儀，據說是一台可以監測地震的科學設備，但是因為那是一張假想復原圖，後來那張圖被從教材課本上拿掉了。
那麼張衡的地動儀到底是一個什麼樣的東西呢？其實史書中有關候風地動儀的記載只在一些史書中有極少的記載，如《後漢書·張衡列傳》中有196字，其中描述地動儀內部結構的內容則只有「中有都柱，傍行八道，施關發機」這十二個字。單憑這12個字要想將張衡的地動儀復原簡直是不可能的，而且我們也無法從中了解地動儀的全部設計原理。
那麼張衡的地動儀能預測地震嗎？史書上關於張衡地動儀的監測地震的記載說某日地動儀西北角的一個銅珠掉落到了下面的蛤蟆嘴裡，但是其所在的地方根本沒有發生地震，只是在幾天之後，一千多公里外的隴西地區有飛馬來報那裡發生了地震，人們才知道張衡的地動儀設計是科學有效的。
但即便如此，它也只僅限於監測地震而已，並沒有預報地震的功能。關於地動儀所能達到的效果，我們不妨看這樣一件事：2008年汶川地震的時候，有不少人傳說用喝完的礦泉水瓶子倒過來放在柜子高處有監測地震的作用，這種說法也並非沒有科學道理，因為當輕微的地震波傳來的時候，人不能感受到震動，但是倒立的礦泉水瓶子則很可能失去平衡，從而從柜子上掉下來，這個簡單的做法其實和張衡的地動儀有著類似的道理，只是張衡的地動里利用了一些機械原理，可以判斷震波是從哪個方向發出的。但是以這種方法設計的地動儀很可能會經常錯報消息，因為只要附近的地面震動都有可能引起它的反應。
預測地震是至今都沒有攻克的科學和技術難題，因為它要考量的方面太多，這也並不是人類如今的技術還不夠先進，而是因為地震發生種種條件的不確定性太多，雖然科學家通過一些數據認為某地很可能會發生地震，但是其發生的時間卻難以判斷，其既有可能在一天之內發生，也有可能幾十年中都不會發生。今天人類的科技水平是2000年前所比不了，如今世界上不少大國都投入巨資進行地震監測和預防的建設，猶未能解決地震預報的難題，何況是2000年前的古人製造的一個青銅設備呢？
張衡的地動儀並不是用來預測地震的，而是能夠最快的知道哪個地方發生了地震。
中國古代科技不發達，消息的傳遞只能靠人力的傳輸，所以消息傳遞起來極慢，而中國的疆域又比較遼闊，這就導致地方上發生什麼事情，中央不能夠第一時間得知消息，也就不能夠第一時間給出解決辦法。
像如今，如果中國某個地方發生了地震，那麼通過互聯網可以把這個消息很快的傳輸出去，中央可以第一時間派出部隊去救援，運送物資等等。而在古代當然沒有現如今這些高科技了，但是如果發生地震也是需要中央派兵支援，去救災的，也需要中央運送糧草物資之類的東西，但是古代消息傳播太慢，離京城近的地方還好，如果離京城太遠的話，等到報信的使者來到皇帝面前說不定都是幾個月以後了，這時候再派軍隊出去救援，又是幾個月時間，估計災區都重建完畢了。所以效率就大大降低了，而張衡的地動儀可以第一時間感知哪個方向發生了地震，這樣皇帝就可以第一時間派出軍隊去救援，這就減少了中間耽誤的時間。
額，這個問題要我怎麼說呢，首先我對古人的智慧是飽含敬畏的，他們有很多傑出的發明造福了全人類，但就以我們現代對於地震的研究來看，張衡的地震儀能夠預測地震的可能性不大。
首先地震是一種很頻繁的地質活動，它產生源頭應該是地球板塊和板塊之間的運動，那麼在過去的100當中，地球大概發生了幾十萬次以上的地震，只不過有的能感覺到，有的感覺不到罷了。
那麼當時的結果我們是不知道的，雖然史料上曾經有一些預測成功的記載，但我們無法拿來驗證，因為原版的那個地動儀早已經沒了，可能毀於歷史，也可能消失在戰火當中，總之是不見了。
當然，有同學肯定會問，那今天我們看到的這個地動儀是怎麼來的呢，答案是按照遺留的文字仿造的，其實歷史上關於地動儀的記錄並不詳細，只有大概196個字，後來的人就是按照這196個字進行仿造的。
由於只有文字，沒有圖畫，所以現代人仿製的可能就存在問題，不一定就和當年的那個一模一樣，而且就算是一模一樣，能不能預測地震還待考證。
那麼我從現代科學的角度來看，地動儀可能真的無法預測地震，第一個理由是地動儀的工作方式，應該屬於一種機械原理，當地震發生的時候，地震產生的能量觸發到了地動儀內部的某個零件，然後地動儀就會做出對應的反應。
但老實說這個方法應該不行，地動儀據說是銅製結構，說白了就是金屬，而金屬從某種程度上來說，對於能量的傳導並不敏感，所以地動儀被觸發的可能性不大。
另外還有一個原因，按理來說我們現代的科學技術遠比古代發達，我們現在尚不能製造出預測地震的儀器，古人想必就更不可能了，除非說張衡的地動儀來自於未來，不然我想不出更好的解釋了.........
在遙遠的古代，能夠發明地動儀這樣的機器是很了不起的，可是即便是現代，科學技術足夠發達都不能做到預測地震，要不然那麼多的地震造成那麼多的傷亡如果能夠預測的話那豈不是人類再也不用被地震所累了？
要搞清楚的是:地動儀雖然很厲害，但是它再厲害也不過是一個知道地震方位的機器，根本就談不上預測地震的發生。儀器的外部周圍有八條龍，按照東、南、西、北、東南、西北、東北、和西南八個方位排列，龍嘴裡含有一顆銅珠，當某個方位有地震發生的話，對應方向的龍嘴裡的珠子就會落下，落到其正下方的一個張著嘴的蟾蜍的嘴裡。通過銅珠落下的方位，就可以知道地震的具體方位了。
史料上有過記載說其「中有都柱，傍行八道，施關發機」。可是這僅僅12個字的描述說得很是隱晦，讓人摸不著頭腦。但是史料也載有地動儀成功的判斷地震方位的實例:「嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征。後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。」說的是有一年地動儀的一個龍機突然吐出了龍珠掉到了蟾蜍的嘴裡，可是京城的人沒有感到任何地震的現象，於是就有人懷疑地動儀的準確性了，但是沒過幾天啊，隴西果然有人飛馬來報，證實哪裡的確是發生了地震，人們就被張衡的高超技術所深深地折服。
所以說地動儀是地震發生之後才能有所反應的，並不能用來預測地震。按道理說既然一兩千年前我們的古人就發明了地動儀這樣厲害的東西，那麼兩千年過去了，為什麼沒有能夠在進一步呢？為什麼今天仍不能夠做到預測地震呢？奇怪的是，1700年前，地動儀就神秘的消失了，它的具體外貌以及工作原理也已經成為了千古之謎。人們試圖揭開它神秘的面紗，也有著不少的科學家試圖複製地動儀，可是複製出來的東西只是一個個好看的藝術品而已，根本就不能夠動起來。
關於地動儀內部結構的一些猜想
這不禁讓人懷疑地動儀的神秘消失是否是因為它的的技術未能達到要求。事實上按照地震傳播的機理，地動儀也是不太可能做到「驗之以事，合契若神」的，地震發生時，從震源會發出兩種波:一種縱波（P波），引起物體震動方向和波的前進方向一致;一種橫波（S波），引起物體的震動方向和波的前進方向垂直。P波的速度比S波的速度快，最早到達地面，形成地震的初波，根據這個初波的方向就可以判斷地震的方向，但是這個波強度非常小，地動儀怎麼可能做到如此精確？況且它又如何分辨的清附近人跺腳與地震的區別？
目前看來，人們對地動儀還是充滿了質疑的。雖然地動儀沒有流傳下來，也沒有更多的史料對其記載，但還是有不少的人願意相信地動儀是真的能夠判斷地震方位的。退一萬步講，張衡在當時就已經對於地震的傳播和方向性有著一定的了解，這在當時是很了不起的，而歐洲直到1700年以後才發明了類似的儀器，這不得不說是一種先進的表現。
當時在京城（洛陽）的人們卻絲毫沒有感覺到地震的跡象，於是有人開始議論紛紛，責怪地動儀不靈驗。
沒過幾天，隴西（今甘肅省天水地區）有人飛馬來報，證實那裡前幾天 確實發生了地震，於是人們開始對張衡的高超技術極為信服。隴西距洛陽有一千多里，地動儀標示無誤，說明它的測震靈敏度是比較高的。
真相：
國家博物館現陳列的地動儀只是個復原模型，沒有任何的預測能力。而張衡發明的地動儀已經在1700多年前神秘消失，它的模樣和工作原理成為千古謎團。
本著科學的精神來推斷，沒有一定量的樣本基數而得出的實驗結果，根本不能作為定論，所以，即使史料上記載的是真的，也有可能只是一次巧合。
同時說明一下，這東西只能作為地震「監測」，而不是大家以前所想的「預報」。在地震發生以後，地震波傳播到地動儀所在的位置，由於內部擺的慣性作用從而使得珠子掉下來。
若說張大人在撒謊，沒理由！張衡學術和文采全能，而且都是執牛耳的泰斗般的存在，官也不小，做東西失敗了就失敗了，損失得起這點以「奇淫技巧」報國而損的面子，並且他不說他在造別人也不定能知道。 撒謊才更失他的顏面吧？
所以要麼是他真失敗了，但是後人要他成功。
要麼是他成功了，但是沒有完整的設計圖確實就不敢肯定它是不是我們現在所能想到的那回事。
我認為地動儀是可以預測地震的。
據《後漢書·五行志》記載，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年間，共發生了二十六次大的地震。一些大的地震毀滅性極強，造成無數人傷亡、房屋倒塌、山崩地裂、河流變道等巨大的損失。
《後漢書·張衡列傳》記載:如有地動，尊則振龍機發吐丸，而蟾蜍銜之……嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征，後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。
可見，張儀的地動儀是成功的預測了隴西的地震的。
有人會質疑，可能地動儀只是在隴西地震之後才有了動靜。這個誰也不能知道，畢竟地動儀如今已經失傳，而且在古代通訊困難，即使地動儀提前一天預測到地震，遠隔千里的地段發生地震，也是無法阻止的。
當然了，這是個人見解，我還是感覺古人的智慧是偉大的，中醫、數學、天文、機關造物，哪個不是顛覆現代人想像的？現在網上有句流行詞說得好:貧窮限制了想像力。現在我想可以再加一句:時間也限制了想像力。
可以斬釘截鐵地說，不能。不但不能「預測」，甚至連「監測」地震都被人懷疑。
目前我們對張衡的「候風地動儀」的了解，都來自《後漢書·張衡傳》這段話：
陽嘉元年，復造候風地動儀。以精銅鑄成，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，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。其牙機巧制，皆隱在尊中，覆蓋周密無際。如有地動，尊則振龍機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。驗之以事，合契若神。自書典所記，未之有也。嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征，後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。自此以後，乃令史官記地動所從方起。
這段話看不下去沒關係，先放一下，接著往下看。
張衡造的地動儀，上面這段說得還算比較清楚，但主要著眼於外觀和效果。實物沒有傳下來，所以古人就懷疑其存在了。
阮元
比如宋末元初周密《齊東野語》、清人何琇《樵香小記》、阮元《續疇人傳》序、李澄宇《讀後漢書蠡述·書張衡傳》等，都提出過疑議。
從文獻角度將，最早記載此事的，是司馬彪的《續漢書》，之後被袁宏的《後漢紀》所沿襲，而今天所能看到的《後漢書》的說法，基本也是來源於此。
不過，范曄的《後漢書》中的《順帝紀》說，陽嘉元年「史官始作候風地動銅儀」，但《張衡傳》寫作「復造候風地動儀」，又說「嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無征，後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙」，但《續漢書》、《後漢紀》都沒有說——這意味著關於「候風地動儀」的靈驗的記載，十有八九是《後漢書》作者是自己加上去的。
所以，《後漢書集解》引沈欽韓的說法，認為《本紀》記載陽嘉二年京師地震的事情，然而張衡於元年造地動儀，但而三四年內，只有京師地震，而沒有隴西地震的事情，說明《後漢書》的記載的確是欺騙不明真相的群眾的。
況且《續漢書·五行志》記載了陽嘉二年、四年、永和二年、四年京師都地震的事情，只有永和三年「京都、金城、隴西地震裂」，而張衡在永和四年已經去世了。所以，三郡同時地震，但地動儀只監測出了一次（「一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在」），也是讓人們難以信服其效用的證據。
至於你看到的那幅圖，其實是王振鐸看了《後漢書》的記載，於1959年做的復原圖（事實上，他還復原了指南車、記里鼓車、水運儀象台等百餘種古代科技模型，厲害吧），並陳列在中國歷史博物館內——原來收入教材中，據說現在已經刪除了，說明編教材的人還是比較嚴謹的。
王振鐸
當然，海外的地震學界對張衡的這個地動儀也比較重視，如日本的服部一三，英國地震學家米爾恩（J.Milne）和日本地震學家萩原尊禮等，都曾對它先後進行過研究。
不管文獻實例，還是復原研究，目前都沒能證明它能夠預測地震——而《後漢書》中的記載，也不是說它能預測，而僅僅是監測（當然其監測的實效，也是被懷疑的）。參考文獻：
曹金華《後漢書稽疑》，中華書局，2014
推薦閱讀：
