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张衡--候风地动仪归真 张衡--候风地动仪归真 引子 根据记载,我国东汉年间曾经地震频发。 时间回溯到杨嘉三年11月11日。在京郊的灵台史官向朝廷报告,言所管之候风地动仪西向吐丸。时京畿各地均平安无事。于是,有人议论,没有地震发生啊,是不是这个候风地动仪有问题,等等。大家七嘴八舌的言语让候风地动仪的制造者张衡十分不安。三日后,有飞马来报,言陇西(今甘肃天水附近)发生大地震。按现在的推算当在里氏七级左右。于是大家再次议论。这回却是对于地动仪的精准检测和准确报告大加美誉之词。言其和契若神并尽服其妙。 一、候风地动仪是如何运作的 — 定性篇 时间再次回归到一千八百年之后。当下的人们在某些外部思潮荡涤之下,开始怀疑历史上是不是真有那么一个由一个叫张衡的人做出来的什么候风地动仪。尽管有史书记载,质疑之声还是不断。那就是,因为那个传说中的候风地动仪早已损毁消失。而古人记意的,因为候风地动仪确实构造简单,而显得不那么丰满啰嗦。再加上今人对古人的汉字表达的巨大差异,使得重现候风地动仪成为几乎不可能。 那候风地动仪到底是什么模样?到底是如何运作的?古人到底能不能在当时的技术条件下制作出来那个惊世的仪器来?请让我慢慢地说下去。相信你的判断和大家一样。 记载是如何说的 现在人们大多相信,那些出现在其后一段时间的各个记载,其主要和地动仪有关的部分是来自张衡本人的记述。这些记载相当分散且字数不多。有些几乎是拷贝下来的。估计那些少许的用字差异也很可能是记载的人修饰、认识的自身不同产生的。在这些记载中,以范晔的《后汉书》中的《张衡传》包含的内容最为详尽和可靠。本文即是以此为依据完成的。请看那个记载的相关部分的图片。 我们把其中有关部分转录出来如下: “阳嘉元年,复造候风地动仪。以精铜铸成,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。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。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。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。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。自此以后,乃令史官记地动所从方起。” 这个转录有些不同。你会发现,里边多了标点符号。原文是没有的。于是,就会产生一个疑问,那些标点真的正确吗?这个我不敢保证。因为我本人就有疑虑。我们现在姑且任之。 候风地动仪是啥模样?
科普贴:地动仪对地震响应的数学模型的建立 科普贴:地动仪对地震响应的数学模型的建立 要建立地动仪的响应模型。首先要确定两个范围。第一是地震发生的可能范围,第二是地动仪可能的响应范围。在此基础上,我们只要找出它们之间的确定的对应关系即可。简单的分析可以认为,建立一个函数关系(映射关系)最适合。 首先。我们回顾一下什么是函数。它的定义我们就不说了。各位可以翻一下自己的旧书。可能说辞不一样,意思保证不会错。 我们把函数分成三大块,或曰三大部分。这是定义的内容。即它们是:定义域,映射关系和值域。我们可以把定义域和值域看成是两个集合或变量。这没有关系。再看地震。地震都发生在哪?我们可以认为地球上的每一点都可能。也就是说是地球上的全部点。但是,地动仪的能力有限。换句话说,地动仪的响应范围不是和地球的全部点对应。也就是说地动仪的定义域是上述全部的一个子集。 现在我们把这些点进一步理想化。我们假设这些点都投影到地动仪的监测平面上。那么这个子集就是这个平面的全部点。我们以地动仪为原点,建立笛卡尔坐标系。这时你会看到你有了第一个奇点。就是原点。 回头再说地动仪的值域。地动仪采用八龙响应上面的全部自变量。如此就要对它们进行划分。我们把那个坐标系再画出各个象限的对角线。这样我们就把坐标系分成八块。 列位,我们都知道坐标系中处于坐标轴上的点和其他点不同。有一道练习题。问X正半轴属于第几象限?你说吧?第一?还是第四?都不对。坐标轴不属于任何象限。换句话说,这上面的点是一组奇点。我们定义八龙对应的八区时。一三象限的角分线和另一条角分线上的(点)也是奇点。 这是提醒你的第二个。 返回头来再说函数关系。那个函数定义说,定义域中的每一个值都有值域中的一个(注意了)确定的,唯一的值相对应。这是最要紧的。当我们去掉那个唯一性后,得到的是多值函数关系。你不能再去掉那个确定性。这就不叫函数了。 下面我们就建立这个函数关系。 1 对地震源点分类。(1)原点。(2)边界线点。就是坐标轴和区域分界线上的点。(3)其它点。也叫普通点。 2,地动仪可能出现的响应组合。(1)一龙响应。)(2)组合响应。其中(2)由于涉及的关系会去掉一些无用组合。(这里先卖个关子。) 3 .建立映射关系。(1)普通点用各自对应的龙响应。(2)界限点用什么响应?(3)原点用什么响应? 最后的两个问号。你怎么解决? 球版说。我永远一龙发机,我可以用任意一个龙去响应。再问,究竟是哪一个?答不上来。可能是左边也可能是右边。还可能不响应。 也就是说这些点没有定义。在书写函数的时候,要排除这些点在定义域内。 列位,这是什么地动仪?选择性响应地动仪? 再看原点。球不动?还是八个蛤蟆挨个进?看来还得刨除去。 结论,球版不可能复原地动仪。 翻回头再说张衡地动仪。张衡完全可以定义八龙组合响应。例如定义相邻二龙同时吐丸,定义为该两个区域的界限上地震。这样。就只剩一个原点还没有定义。如果肯定义八龙同时响应为原点。那么,定义域内地所以点都有定义并且符合函数关系。去掉其它无用组合。剩下的就是如何实现。这已经不在本文的讨论范围之内了。 至于你能不能办到这是另一回事。 张衡早就搬到了。并且没有任何疑问。那个和其若神就是证明。如果你连一些(理论上是无数个)地震都不能真正指示还大谈什么50%?如果连续出现在界限上的地震你胡诌八咧乱报一汽。好意思说吗?
转载:复兴光摆平争斗 奚谷青2015-04-02 09:39 回复 我真被他的架势吓住了,不知如何是好。吵吵啥?两个人挤了进来。我一看是红边二队的。因为他们的窝棚就离我们的不远处,抬头不见低头见,脸熟、不知姓名,就没打招呼。你不是一中的?来干啥,其中一个人指着三卡的那群人中的一个问道。伏星光啊,你咋也来修路了,那人问道。我这才知道这个人是齐市的,叫伏星光。派活呗,这是咋回事,伏星光问道。他们上海人说要什么“扎台型”,扫平一切,我们过来看热闹了,那人回答到。吃饱了撑的,我说那上海人,你叫这上海人干啥,动刀子?伏星光指着那个知青问道。关你什么事,这是我们上海人之间的事,那三卡上海知青说道。那啥,白象心你去拿瓶白酒,捎带把长条凳带来,伏星光对他身边一起来的人说道。接着,他走到那个上海知青面前,冷不防地从他手中夺过三角棱,用手试了试锋刃说到:这是用三角锉改的吧,怎么护手也没有,见血后,要喷到你手上,到时握都握不住它,还想杀第二个?那个知青想夺回刀,冲上前伸手,被伏星光推了个趔趄。小子,我玩刀时你还在搽鼻涕呢,伏星光冷冷地说道。这一下把这群三卡知青全部镇住了,他们有些不知所措,齐市知青没动,冷眼看着,倒是上海知青开始躁动起来,渐渐围住伏星光。我一看这样,赶紧上前站在伏星光身边,他为我出头我可不能当孬种。咋地?想一起上,你们问问他们,我是干啥的,他指了指站在他们身后没动的齐市知青说道。算了吧,那群齐市知青说道。这是上海人的事,不关你的事。那个上海知青说道。也好,反正遇见了,我公道一下如何?伏星光说。也好,那个上海知青想了想说到。白象心拿着长条凳放在我和那群人的中间,从怀中取出一瓶呼玛小烧,用嘴咬开瓶盖,放在长条凳上。伏星光将三角棱插在凳上,然后说道:这个上海人如果拿刀,那你们就打,输赢刀上见,如果他喝酒,没喝光,他输你们赢,就是说你们扫平他了,如果喝光,那这事就了了,我做见证人。(十三)
重磅:记载的地动仪能否做到一龙发机和地不觉动? 记载的地动仪能否做到一龙发机和地不觉动? 记载最可靠和最完全的莫属范晔的后汉书。即使如此也不过就196个字。通过范晔的记载,使我们可以窥见候风地动仪的主要精髓部分。我们可以总结出候风地动仪的范晔记载版的信息流向。(见上图)这个方式是,由候风探知的信息被直接传给关。(见施关发机句)然后由关完成发机。而那个机是负责吐丸的机构。并没有多余的东西。机也被明确记载为牙机。其简略过程可以描述为:候风施关,关发机,机致吐丸。这说明他们之间的紧凑关系。也许就是同一个子系统。除此而外,还有巧制。这个巧制据记载合于牙机。(见牙机巧制句)从一龙发机分析,我们判断信息将流向巧制,再流回候风。 如果这个信息过程成立。就可以在理论上建立一龙发机的基础。 我们看到候风推动关进而发机的同时,会分流信息到巧制。巧制再流回候风。实时的情况下,巧制会第一时间使信息反馈回来。候风会在收到已经有效执行和反馈后,第一时间截止输出部分工作,转入锁定状态。 理论上只要整个执行时间不大于地震波的再输入间隔就会有效。这实际不难。就是说范晔版可以做到一龙发机。 那么,是不是可以做到地不觉动呢? 在上面流程中,影响此项成立的依然是时间。是牙机的响应时间。如果牙机可以在第一时间响应关的驱动,这个过程就没有问题。我们只要把握关和牙机的时间连接可靠。就会成功。关键是,关是不是和牙机的分离。 除此之外,关的接收也有关系。就是关如何响应候风的信息。如果它们也如同关和牙机的关系。那么势必造成极端的响应。就是对杂波输入的响应。为了避免这个情况发生。可能会采取过滤措施。通过信息阻流,去掉杂波。只让信息波有输出。 当然,这种办法会在它们之间取得平衡。如果干扰可以和信息波比较,将使之失去效用。就是说杂波必须足够小才行。 小到什么程度?这要看地震初波的情况。也就是说候风地动仪不可能分辨全部地震波的出现。这需要在环境上作出要求。 在理想的情况下,可能分辨出所需的信息来。这同样要求牙机的响应必须及时。理论上牙机不应该有延迟。响应范围也应该可调和没有底限。 如果可以做到这些。完全可以做到地不觉动。 例如,牙机理论上可以做到一个几何点的响应距离。驱动能量可以小到获得的更小的部分。这样完全可以做到范晔记载的候风地动仪的要求。就是说,没有理由不相信范晔记载的候风地动仪不是真实的。
记载的地动仪能否做到一龙发机和地不觉动? 记载最可靠和最完全的莫属范晔的后汉书。即使如此也不过就196个字。通过范晔的记载,使我们可以窥见候风地动仪的主要精髓部分。我们可以总结出候风地动仪的范晔记载版的信息流向。(见上图)这个方式是,由候风探知的信息被直接传给关。(见施关发机句)然后由关完成发机。而那个机是负责吐丸的机构。并没有多余的东西。机也被明确记载为牙机。其简略过程可以描述为:候风施关,关发机,机致吐丸。这说明他们之间的紧凑关系。也许就是同一个子系统。除此而外,还有巧制。这个巧制据记载合于牙机。(见牙机巧制句)从一龙发机分析,我们判断信息将流向巧制,再流回候风。 如果这个信息过程成立。就可以在理论上建立一龙发机的基础。 我们看到候风推动关进而发机的同时,会分流信息到巧制。巧制再流回候风。实时的情况下,巧制会第一时间使信息反馈回来。候风会在收到已经有效执行和反馈后,第一时间截止输出部分工作,转入锁定状态。 理论上只要整个执行时间不大于地震波的再输入间隔就会有效。这实际不难。就是说范晔版可以做到一龙发机。 那么,是不是可以做到地不觉动呢? 在上面流程中,影响此项成立的依然是时间。是牙机的响应时间。如果牙机可以在第一时间响应关的驱动,这个过程就没有问题。我们只要把握关和牙机的时间连接可靠。就会成功。关键是,关是不是和牙机的分离。 除此之外,关的接收也有关系。就是关如何响应候风的信息。如果它们也如同关和牙机的关系。那么势必造成极端的响应。就是对杂波输入的响应。为了避免这个情况发生。可能会采取过滤措施。通过信息阻流,去掉杂波。只让信息波有输出。 当然,这种办法会在它们之间取得平衡。如果干扰可以和信息波比较,将使之失去效用。就是说杂波必须足够小才行。 小到什么程度?这要看地震初波的情况。也就是说候风地动仪不可能分辨全部地震波的出现。这需要在环境上作出要求。 在理想的情况下,可能分辨出所需的信息来。这同样要求牙机的响应必须及时。理论上牙机不应该有延迟。响应范围也应该可调和没有底限。 如果可以做到这些。完全可以做到地不觉动。 例如,牙机理论上可以做到一个几何点的响应距离。驱动能量可以小到获得的更小的部分。这样完全可以做到范晔记载的候风地动仪的要求。就是说,没有理由不相信范晔记载的候风地动仪不是真实的。
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