东汉朝廷把地震当作必须记下的事。《后汉书·五行志》地震条按年份记下多次“京都地震”,有的条目还附记当时的朝政,如阳嘉二年四月京都地震,下记“是时爵号宋娥为山阳君”。这类记录归太史令掌管:《后汉书·百官志》说,太史令“掌天时、星历。凡岁将终,奏新年历”,“凡国有瑞应、灾异,掌记之”。张衡曾两度任太史令,作浑天仪,著《灵宪》《算罔论》(《后汉书·张衡传》);《大英百科全书》记他生于78年,卒于139年。
阳嘉元年(132年),张衡造候风地动仪,“以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊”;“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”。地动时一龙机发,吐丸落入蟾蜍口中,声音响亮,守候的人由此察觉;其余七首不动,循着它的方向,就知道地震来自哪一方。传中又记,曾有一龙机发而京师“地不觉动”,学者都怪它没有应验,“后数日驿至,果地震陇西”。这次检验没有写明年份;有人据《顺帝纪》永和三年(138年)“京师及金城、陇西地震”系于这一年,但同一条也说京师有地震,与“地不觉动”不合,所以只是推断,尚无定论。
这件仪器带来的变化,史书记得具体:“自此以后,乃令史官记地动所从方起。”也就是说,朝廷从此要求史官记下地震从哪个方向来。按传中所记,它是在地震发生之后指示方向,让京师在驿报到达之前就知道远方某个方向发生过地震;它的可信也不是凭一句称颂,而是在京师学者面前,由几天后的驿报对照确立的。《后汉书》称它“验之以事,合契若神”,“自书典所记,未之有也”,这是史家自己的评价。张衡在奏疏中还论及“前年京师地震土裂”等灾异(据注,这次地震在永建三年,即128年,早于地动仪),又认为图谶虚妄,主张“宜收藏图谶,一禁绝之”。造仪器测方向的太史令,也在朝中主张禁绝图谶,但他谈地震土裂时,仍是把它当作灾异来论的。
地震知识在古代目录里的位置,也说明它怎样被理解:《隋书·经籍志》把《地动图》一卷著录在子部五行类。今天人们对地动仪的认识,主要来自《后汉书》的这几段文字和后人依文字所作的复原。1951年,王振铎设计并复原了一件1:10的木质模型,后来编入全国中小学教科书;一些学者认为,这个模型存在原理性错误,不能真正监测地震。2018年,人民教育出版社回应说,张衡及地动仪的内容没有从统编教材中消失,只是编排有所调整(澎湃新闻所载共青团广东省委文章)。《大英百科全书》的条目附有一件模型的图片,也只说原器似乎是圆筒形,上有八个龙头,下有八只蛙。从史书里的几行文字,到课本中的模型,再到对模型的争论,地动仪一直是人们谈论古代科学时反复对照的对象。
地动仪与三种典范的关系,大多要从太史令这个官署说起。与“浑天仪象”:张衡任太史令时作浑天仪,地动仪与浑天仪出自同一位掌天时的官员之手,一件观测天象,一件察知地动。与“农历岁时”:太史令岁终要奏上新年历,又要记录瑞应、灾异;造历与记灾同归一个官署,地动方向的记录也就进入了这套记录天时与异常的制度。与“阴阳五行”:《五行志》把地震与朝政并记,阳嘉二年(133年)的地震条仍附记封爵之事,《隋书·经籍志》也把地动之书列入五行类;张衡的仪器给这些记录添了一项可以检验的方向,却没有改变把地震当作征兆来读的做法。
地动仪的分量不在器物,而在它记在史书里的变化:自它之后,朝廷要求史官记下地震从哪个方向来;它的应验,是在京师学者面前由几天后的驿报对照确立的。它出自太史令之手,这个官署既奏新年历、又记灾异,浑天仪也出自这里;它给灾异的记录添了可以检验的方向,却没有改变把地震当作征兆来读的做法。从1951年起,它又成了课本里古代科学的一个图像,连同对复原是否可信的争论,至今仍是谈论古代科学时的参照。
张衡地动是格致算造里讲东汉张衡所创候风地动仪的一类。地动仪造在洛阳,以都柱和八条龙的机构,感知远方地震发生的方向。