书城科普奇妙的大自然:360°亲近大自然
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第44章 系在尾巴上的“地动仪”——蟑螂与防震

小问号

地震是一种自然性的破坏现象,它给人们带来了意想不到的灾难。当强烈地震发生时,往往会造成地面变形、山崩地裂、海啸等。2008年5月12日,我国的四川大地震就曾造成无数人无家可归。为了预报地震,早在东汉时期,我国学者张衡就创造了世界上第一台观测地震的仪器——“候风地动仪”。其实,在3亿年以前,被人们称为活化石的蟑螂,就已经有了自己的“地动仪”,而且人类一直在破解它那系在尾巴上的“地动仪”的奥秘……

蟑螂的种类很多,扁平的身体呈黑色或褐色,有光泽,喜欢在阴暗潮湿的环境里生活。它能分泌出一种恶臭,玷污食物,传染疾病,被人类列为“四害”之一。可是,它能在多灾多难的地球上繁衍不绝,自有一套顽强的生存本领,尤其是在防震上的能耐令人刮目相看。

那么,蟑螂是怎么预测地震的呢?原来,蟑螂的身上有一种天生的微型地动仪:尾部那一对奇特的触须。蟑螂的尾须上覆盖着2000根密密麻麻的丝状小毛,它的地动仪就是由这些许许多多的丝状小毛构成的。蟑螂尾须上小毛的根部构成一个高度灵敏的微型“感震器”,不但能感觉震动的强度,而且能感觉出压力来自何方。也就是说,蟑螂尾须上的每一根丝状小毛,和张衡地动仪上的每一个铜丸一样,对来自某一方向的振动最敏感。它的尾须的大小,只有地动仪的万分之一那么大,可是,它的相当于“铜丸”的丝状小毛,却有2000根,所以它辨别方向的精密程度要比地动仪高得多。在通常情况下,地震前总会有一些轻微的震动。这些震动人体器官是无法感觉到的,可是蟑螂尾须上的丝状小毛,却能在地震发生前4个小时捕捉到这种微妙的波动……

无容置疑,人类非常厌恶蟑螂,但是,它那台系在尾巴上的“地动仪”对科学家来说,还是极具诱惑力的。目前,科学家通过对蟑螂的研究,正在模仿蟑螂的尾须,研制一种新颖的地动仪,在预报的时间、准确性等方面希望有新的突破。这种地动仪一旦研制成功,对地震预报的准确率将会大大提高,人类因地震的损失也会大大减少,谈“震”色变的时代也许就能划上句号。

“小档案”

公元132年(阳嘉元年),张衡发明了世界上第一台测定地震及其方位的仪器,即地动仪,从此开始了人类使用仪器观测地震的历史。张衡地动仪的内部机械的具体构造早已失传,我国科学技术工作者凭借所掌握的现代科学知识和《后汉书·张衡传》的有关记载,推断出张衡制造的地动仪的机构原理:一部分是竖立在仪器樽形部位中央的一根很重的铜柱,铜柱底尖、上大,相当于表达惯性运动的摆,张衡叫它作“都柱”;另一部分是设在“都柱”周围和仪器主体相接联的八个方向的八组杠杆机械(即在都柱周围连接八根杆子,杆子按四面八方伸出,直接和八个龙头相衔接)。遇到地震时,仪体随即震动,只有“都柱”由于本身的惯性而和仪体发生相对的位移,失去平衡而倾斜,推开一组杠杆,使这组杠杆和仪体外部相联的龙嘴张开,吐出铜球,掉在下面的蟾蜍口中,通过铜球击落的声响、掉落的方向等来报告地震的大小和方向。