地震比“除夕”记入史册还早了800年,古人是如何应对地震的?

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比"除夕"更早载入史册的地震纪录

在距今2254年的《吕氏春秋》中记载,古人在新年的前一天用击鼓的方法来驱逐“疫疬之鬼”,这就是“除夕”节令的由来。而距今3000多年的商帝乙三年《古本竹书纪年》中记录了地震:黄帝轩辕氏一百年,(有熊:即现在的临夏)地裂。帝陟。夏帝发,名后敬,或曰发惠。七年,陟。泰山震。夏帝癸,名桀。十年,五星错行,夜中,星陨如雨。(斟挕:现在徐州的邳州)地震。伊、洛竭。商帝乙,名羡。三年,王命南仲西拒昆夷,城朔方(注:朔方的鸟就叫朔方鸟)。夏六月,周(西岐)地震。

汉宣帝刘询“盖灾异者天地之戒也”

  由于古代先民无从了解自然科学的真相,常认为灾害是上天对统治者不良行为的惩罚,也正是受到所谓的“ 天谴”。所以每当天灾出现,帝王们纷纷产生巨大的思想压力并下诏自责,进行自我检讨批判,以此应对上天责罚。商朝开国国君商汤就曾经因为一场大旱,向上天祈祷不要牵连万民,万民有罪都由自己一人承担。据学者统计,我国历史上共曾有 79位皇帝下过罪己诏,除过追究引发天灾的责任问题之外,各朝各代统治阶级均采取具体有效的措施赈济灾民。周代就有天子命令发放粮食、钱款、衣物对贫民进行救济的记载,《晏子春秋》也记载了晏子使齐景公赈济灾民谷物的事;西汉时,国家对山林川泽实行封禁,平时不许百姓砍伐和狩猎,到了这种时候,也允许灾民进去采捕,以此来度过灾年。

地震救灾机制

当今是科技信息发达的现代社会,经历了一次次自然灾害的考验后,我国已经建立了系统的快速赈灾响应机制,也常设国务院抗震救灾指挥部,以随时应对突发地震灾害。那么,在科技信息远远落后的古代社会,他们又是怎样快速赈灾的呢?据查阅相关资料得知,虽然古代对地震的认知了解十分匮乏,人们常常认为天灾是统治者的施政出现问题从而导致老天降罪,但是这种思想并未让他们惊慌失措,停滞不前,反而促使他们建立了一套快速的救灾制度。

当地震发生时,第一步就是上报灾情。一旦哪个地方发生灾情,当地官员要迅速将受灾相关程度和时间报告给上级官员,倘若灾情继续恶化,还要向上级更新信息。

举例来说,当某地发生地震,当地灾民首先应报告给县令,县令再将其报告给府台道台,他们再上报给本省督抚,最后由督抚上报户部。第二步,当官员接到灾情报告后,应立即派遣勘灾队伍赶赴灾区查看灾情,其目的是摸清受灾情况,并为灾情登记造册,做好统计工作,为后续发放赈灾物资和减免赋税提供依据。

当时的律法规定勘灾人员必须亲自上门落实受灾情况,对受灾程度不同的灾户做好分类,特别要注意受灾极其严重的灾户。第三步,赈灾的措施有多种,以减免徭役赋税最为常见,有的统治者还派遣医疗队赶赴灾区,有的皇帝以赐钱、赐物为主。

除此赈灾机制以外,古代统治者还针对渎职、隐瞒灾情、挪用赈灾物资设置了三条铁律,在勘灾阶段如有受贿索贿行为按贪赃枉法论处;如有官员敷衍了事,不亲自勘验,企图蒙混过关,则处以杖责一百惩罚,之后罢职之后不再续用;最后,倘若负责勘验官员徇私舞弊且上级官员没有发现,州县官员要被降级,如果州县官员明知下属舞弊而不处理则要被革职,以此类推,上级官员不负责任视严重程度而定均要被降职或革职。

了解了古代的赈灾机制,再看看古人针对地震发明了什么高科技吧,地动仪是我国古代科学家张衡的智慧结晶;榫卯和斗拱工艺则是土木工程领域的匠心发明,看似简单,却蕴含了古人的无穷智慧。

物理定位技术

现今时期有电子,卫星,遥感等科学技术支撑,我们可以对地震进行科学研究,而古代却没有这些先进技术,怎么科学找到地震发生地点呢?我国东汉时期的科学家张衡运用聪明才智发明了候风地动仪,当地震发生时,对应方位的龙嘴里会吐出一个铜球,掉在下方的蛤蟆嘴里,根据小球掉落的方位可以判断地震传来的方向,这样国家就可以迅速有效地开展救灾行动,进而最大程度地减少损失。

公元132年,伟大的科学家张衡发明和制造了世上第一部验震器“候风地动仪”,它的外观似圆形酒瓮,断面直径达到八尺,内部中央置有一根很重的柱子,称为“都柱”,可以向八个方向倾摆;酒瓮外部的八个方向各设有一个龙头,龙头下方对应一只张口的蟾蜍。八条龙口中各含铜球一颗,当都柱向某一方倾侧时,该方向的龙口张开,铜丸落下掉入蟾蜍口中。地震发生时,只有震源方向上的龙头张口,据此可判断地震发生的方向。据范晔《后汉书》记载,公元134年12月13日,陇西发生地震,当时都城洛阳并无震感,但有一个龙口掉出铜球,其后才传来陇西地震的消息,有效证实了地动仪探测地震方向的功效。

“候风”是指测定风的变化,地震相信是因为阴阳两气相搏而形成,气的变化会产生风;哪个地方有地震,哪个方向就有气的变化,就有风来可以测到。候风地动仪流传到隋代,北朝信都芳、隋代临孝恭都研究过,到唐代失传。

 地动仪利用物体的惯性来测震,构造学者对此持两种观点,其一认为都柱是个又重又粗挂起的悬摆,小铜球和悬摆组成触发机制,当地震波水平运动,都柱移位促使小铜球脱落并撞击机关,又或都柱带动八条向八个方位伸出去的臂,连接扛杆,当悬摆向某一方向摆动时,龙口就会张开。

另一种观点认为都柱是一种倒立的震摆,重锤安装在底座上,周围有八组机械装置,一旦地震,重锤倾侧,都柱失去平衡,触到机械装置,使相应的龙口张开。现代中、日学者都尝试复原地动仪,日本学者曾以直立震摆式的地动仪模型做实验,得出结论如果地震初震很强,铜丸会因初至纵波落下,从而确定地震的方位;但其他地震研究学者却指出,直立震摆的倾倒方向有随机性,对震动反应迟钝,起不到验震作用,直立震摆底部所用的弹簧,也不可能是汉代技术水平的产物,而悬摆式的地动仪模型,在2000年通过了中国地震学者用振动台模拟地震状态的试验,得到中国学术界的普遍认可。

19世纪西方的水银地震仪

西方社会在近代科技发展水平上可以说是遥遥领先中国,但是地震仪的研究发明中国却领先了西方社会整1 700多年,西方第一台真正意义上的地震仪由意大利科学家卢伊吉·帕尔米里于1855年发明,它具有更为复杂的机械系统,使用装满水银的圆管并且装有电磁装置。当震动使水银发生晃动时,电磁装置会触发一个内设的记录地壳移动的设备,粗略地显示出地震发生的时间和强度。

减隔震技术

在人类几千年历史长河中,遭遇了一次次突如其来的灾难,在众多的灾难中,地震造成的伤亡人数首当其冲,面对灾难,我们目前还不能主动预测地震,但却能做到主动预防地震。地震中的伤亡往往是建筑倒塌造成的,然而我国许多古代建筑都成功地经受过大地震的考验,如故宫系建筑、西安大雁塔、四川平武县的报恩寺广场、山西应县木塔等建筑,千百年来均经历过多次地震仍然傲然屹立。

我国古代广泛运用榫卯固定木制家具及木质建筑之各部分,2009年,中国艺术研究院建筑研究所申报的“中国传统木结构营造技艺”入选联合国人类非物质文化遗产,其中有提到榫卯技术方便生产、安装与拆卸而不须使用其它工具辅助且不损部件完整。而设计精密良好之榫卯既稳固又可承受若干程度作用力,于若干强度地震时仍可保持建筑物摇晃而不倒塌。最基本的榫卯结构由两个构件组成,其中一个的榫头插入另一个的卯眼中,使两个构件连接并固定。榫头伸入卯眼的部分被称为榫舌,其余部分则称作榫肩。

榫卯结构

 斗拱,又称枓栱、斗科、欂栌、铺作等 ,是中国汉族建筑特有的一种结构,在立柱顶、额枋和檐檩间或构架间,从枋上加的一层层探出成弓形的承重结构叫拱,拱与拱之间垫的方形木块叫斗,合称斗拱。斗拱和榫卯一样,都是减隔震的主要结构,建筑屋檐的荷载经斗拱传递到立柱,因此当发生地震时,斗拱结构可以有效地减弱破坏力。

当代建筑中的斗拱

最早的斗拱实物:战国四龙四凤方案

自古至今,人类同地震已经打了数千年的交道。在受到打击和毁灭的同时,人类也表现出了超强的意志和惊人的生命力,积累了逐步成熟和丰富的经验。尤其是自汶川地震以来,国家对地震监测预报事业高度重视,我国地震监测预报预报预警能力不断提升,相信在不久后科学家们一定能掌握地球活动的规律,使地震对人类的危害愈来愈小,人们都能生存在一片美好幸福的家园之中。

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