“虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。”

《后汉书·张衡传》

    中国天文学家们研制了很多天文观测仪器，好多仪器都准确而形象地演示天体的位置变化。地球赤道平面和天球相交形成的坐标系叫天赤道，太阳在一年中所走的路径的轨道叫黄道，黄道平面与天赤道相交的坐标系叫黄道坐标，和天赤道形成23.26度的偏角。太阳在春分和秋分两个节气和天赤道相交。中国的天文观测仪器比较重要的任务是展示这两种坐标系的不同和它们之间的转换。东汉的著名天文学家张衡（78—139）是制造天文仪器的专家，他制造了浑象，就是类似天球仪那样的高级天文仪器。漏壶滴出的水发动齿轮，带动浑象绕轴旋转，浑象的转动和地球的周日运动相等，将天象的运动准确、形象地演示出来。在此之前，中国古代天文学家还制造了大批的天文仪器如浑天仪、简仪、仰仪、晷仪等等，但包括浑象在内，这些仪器道理大都比较费解。张衡发明的候风地动仪制作得十分精致严密，道理却比较浅显，容易理解，这里就把它当作中国古代科技仪器的代表吧。

张衡像

    张衡深感地震危害的剧烈，就想做一种仪器，既可以报告远方的地震，又可以察觉微小震波以预报较大的地震。在一次乘车出行时车夫遇到特殊情况而急刹车，受到惯性作用的张衡差点冲出车外。张衡就想，地震是瞬息间发生的事情，如果能利用惯性原理捕捉、放大地震形成的波动，不是可以预报地震了吗？他制造的地震仪是一个精铜制成的大酒桶形的容器，直径八尺，八面有八条头朝下的龙，龙口里衔着铜丸，每条龙下方蹲着一只张着嘴的铜制蟾蜍。仪器中间悬有一根极其灵活的中心柱，叫“都柱”，上粗下细，平时，处在一种不稳定平衡状态，下有东、西、南、北、西北、西南、东南、东北八个方向的轨道。八个龙头就是八个曲杠杆，铜珠就靠曲杠杆压着，当地面有了一点震动，受到一个惯力，这只重心很高的“都柱”下端向前方产生极其微小的位移，整个都柱就向后方，也就是地震方向倒去，触动曲杠杆，那条龙口里的开关就张开，把嘴里的铜丸吐到蟾蜍口中，并发出响亮的声音，这样就知道在这个方向发生了地震。其精妙处就在于，“一龙发机，而七首不动。”

地动仪（模型）

    这架候风地动仪安装在当时东汉的首都洛阳，几次地震预报都很准确。汉顺帝永和八年（138），朝西的龙嘴张开，铜丸落在下面的蟾蜍口中。京城的人都没有任何震感，可是过了几天，陇西发生地震的消息就传过来了，人们都叹服地动仪的神奇功效。从此，皇帝就令史官根据地动仪记载地震的方位。在国外，直到13世纪在波斯的马哈拉才有一样原理的地震仪器出现。这种利用物体的惯性拾取、扩大地震波，进行远距离测量的原理，一直到现在还在使用。

    候风地动仪由于构思巧妙，效果显著，形象优美，气势宏大，在中国人心中印象极为深刻，成为古代中国科学技术的一个象征；其发明者张衡作为一个伟大的天文学家和卓越的文学家享有崇高威望，为后代敬仰。