前段时间，教育界出了一个新闻，大致内容是：由于张衡的”候风地动仪“不能确定是否真的存在过，因此将被从历史课本中踢出去。
后来有关方面澄清说：不是要把候风地动仪“踢出课本去，而是要把下面这张流传几十年的地动仪图片的真实身份说清楚，因为这张图片根本不是张衡地动仪的原型，而是科学史学者王振铎在年代根据自己的理解仿制的。
于是有朋友问笔者：如何看待这个“候风地动仪“？
本文下面就说道说道。
一、历史上，这个“候风地动仪”是否真实存在过？
答案是：肯定存在过啊。
那些怀疑的人因为没有发掘出实物而说不存在，纯粹是在胡搅蛮缠，颠倒是非，将刑法上的所谓“物证”理论胡乱应用到考古上面，但是忽视了刑法上”动机“这个环节的重要性。
刑法上讲究“物证”，是因为不确定这件事情是否发生。但是古书上记载的事情，特别是官方史书上记载的东西，其中细节可能会有偏差，但百分百是已经确定过的。
举个简单的例子：虽然你未曾见过自己曾祖父、曾曾祖父的遗骸，但是你听说过他们的名字，因此，这个人是确定存在过的。这种事情，还需要物证么？
另外从“动机”的角度，古人几本书上记载了这个东西，如果造假的话，其不良动机是啥？吹牛给几千年后的人们来看？
二、这个”候风地动仪“，是干什么用的？
从字面看，其作用有二，第一个作用是测量“候风”；第二个作用是测量地震。我们今天历史课本上只是说它用来预测地震，但是忽视了放在前面位置的“候风”。因此，而实际上它是一台多功能仪器。
什么是“候风”呢？候，即是气候、季节；风，即是风向。候风，即是气候和风向。
古代对于一年中的气候，有多种划分方法，比如我们几天熟知的五行、四季、十二月、二十四节气、七十二候等。
除了上面这些，还有一种方法是将一年划分为八份，我们所熟知的“八卦”、“八节”、“八风”即是。
八节，大家都知道，即是冬至、立春、春分、立夏、夏至、立冬、冬至。
八风，在《淮南子》里有记载：“何谓八风？距日冬至四十五日，条风至（立春）；条风至四十五日，明庶风至（春分）；明庶风至四十五日，清明风至（立夏）；清明风至四十五日，景风至（夏至）；景风至四十五日，凉风至（立秋）；凉风至四十五日，阊阖风至（秋分）；阊阖风至四十五日，不周风至（立冬）；不周风至四十五日，广莫风至（冬至）。“
而《史记律书》里，将“八风”和“八方”联系起来：“不周风居西北；广莫风居北方；条风居东北；明庶风居东方；清明风居东南维；景风居南方；阊阖风居西方。”
综合以上资料我们可以得知，“八风”、”八节“、”八方“是一一对应的关系，而这八个方向的风都刮一遍，就是过了八个时节，就是过了一整年。
那么这个“候风地动仪”，其首要的功能是观测“八风“，即时节更替；其次的功能，才是监测地震。
别忘了，张衡赖以成名的，是天文学。
三、“候风地动仪”前传：龙和蟾蜍
古人经过长期观察，发现地球上季节的变化，是由太阳和地球的关系导致的。
太阳离地球近的时候，万物生发，天气暖和；太阳离地球远的时候，万物沉寂，天气寒冷。
天气寒冷的时候，会有很多动物进行冬眠。人们发现，这些睡在地洞、树洞中的动物，对于季节变化的感知要比人类强，它们在洞里就能感觉到冬天过去了，春天要来了。
人们经过长期观察，认为每当太阳和地球位置发生显著变化的时候，地球本身会震动，这种震动人类是感觉不到的，但是地洞中的这些动物可以感知到，所以聚自行醒来开始活动。
在冬眠的动物中，比较典型的有两种，一种是“龙，即是今天的蜥蜴类动物；一种是蟾蜍，即俗称的癞蛤蟆。而这两种动物，都出现在了”候风地动仪“中。
四、“候风地动仪”前传：葭灰占候
如何让人类在感知季节变化方面拥有和冬眠的动物一样强大的能力呢？
古人发明了一种方法，叫做“葭灰占候”。
所谓“葭”，即是芦苇内膜，极薄轻，共振效果好，今天仍然用来做笛子的笛膜。
葭灰，即是笛膜烧成的灰。
《后汉书·律历志上》：“候气之法，为室三重，涂衅必周，密布緹縵。室中以木为案，每律各一，内庳外高，从其方位，加律其上，以葭灰抑其内端，案历而候之，气至者灰动。其为气所动者其灰散，人及风所动者其灰聚。”
翻译：观察季节变化的方法，房子的厚度要比一般的房子厚三倍，将所有的缝隙都堵上，然后里面再周密的挂上幔子。在房子里面用木头做成桌案，每个节气一张，里面低，外面高，放在其相应的方位上（应该也是八方）。将律管（形似笛子）放在上面，用葭灰将里面的一头堵上，然后进行观察，当对应的节气到来的时候，管子头的葭灰就会浮动。如果是季节变化导致的浮动，葭灰是散的；如果是人为或者风刮导致的浮动，葭灰是团状的。
通过以上记载，我们可以得知，“葭灰占候”，其利用的是共振原理，即是当太阳和地球位置发生变化时，地球会产生振动，这种振动人体是感觉不到的，但是葭灰可以产生共振，从而散开来。
五、“候风地动仪”前传：铜山西崩，灵钟东应
能够和地球产生共振的，除了葭灰，还有一样东西，就是铜钟。
《世说新语》里记载了一个“铜山西崩，灵钟东应”的故事，原文是这样的：“孝武皇帝时，未央宫前殿钟无故自鸣，三日三夜不止。诏问太史待诏王朔，朔言恐有兵气。更问东方朔，朔曰：‘臣闻铜者山之子，山者铜之母，以阴阳气类言之，子母相感，山恐有崩弛者，故钟先鸣。《易》曰“鸣鹤在阴，其子和之。”精之至也。其应在后五日内。’居三日，南郡太守上书言山崩，延袤二十余里。”
翻译过来：汉武帝的时候，未央宫前殿的钟没人敲，击就响了，三天三夜停不下来。于是问史官王朔，王朔说可能是战争的征兆。后来问东方朔，东方朔说：“我听说，这个铜是从山里产出来的，这个山是铜出产的地方，从阴阳的角度来说，铜和山互相感应，恐怕有山要崩塌，所以钟就先响了。估计五日内会有山崩。过了三天，南郡太守上书说当地出现了山崩，延绵二十余里。
古人所讲“子母相感”，即是今天所讲的“共振”。在金属里面，铜对声音具有很好的共振效果，所以很多乐器都是铜做成的。
六、“侯风地动仪”：音乐原理的集大成者
我们来看《后汉书张衡传》中的关于“候风地动仪”的记载：
“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。“
翻译过来就是：张衡又造了候风地动仪，用纯铜制成，直径八尺，中间盖有盖子，向上隆起，就像酒坛子一样，外面用篆书、山、龟、鸟、兽等形状。中间有一根总柱，以柱子为依托有八根通道，在通道口设置发机。外面设有八条龙，龙头里衔着铜球，下面有八个蟾蜍张嘴接着。这个侯风地动仪的牙机制作非常巧妙，都隐藏在坛子里，密封的严严实实没有任何缝隙。如果发生了地震，坛子就会震动，龙嘴里的机关就会把铜球吐出来，下面的蟾蜍就接住了，声音非常宏亮，观察的人因而能够听到。虽然一条龙的机关启动了，但是其他七条龙的头却不动，根据龙头所处方位，就知道地震发生的方位。这个候风地动仪经过检验，和地震的实际情况相符，非常神奇，是有文字以来历史上不曾有过的。曾经一次，一条龙的机关启动，但是人们没有感觉到有地震，京城的学者就说这个机器预报不准，结果过了几天，有邮差报告，真的在陇西发生了地震，也是大家都佩服这台机器设计的巧妙。从此以后，朝廷就让史官根据地动仪来记录地震发生的方位。
从以上记载中，我们可以发现“候风地动仪”所应用了四大音乐原理
1、铜尊：金属的共振原理和中空的纳音原理。
候风地动仪为什么要用纯铜制成呢？就是利用金属铜容易和声音产生共振的原因，来探测微小的地球震动。具体见上，不再累述。
而设计成酒坛子的形状，是因为坛子中空，在古代经常用于监听或者消音。
比如《墨子》载：“瓮听，用七石瓮，覆于地道中，择耳聪人坐听于瓮下，以防城中凿地道迎我。”把坛子倒放在地道中，派人看着，如果敌人挖地道，这边就能很清楚的听到。
比如还有资料记载，古代盗制钱币的人，将坛子埋在墙壁里面，坛子口朝里，这样屋里干的热火朝天，屋子外面的人也听不到，就是因为坛子中空能够纳音的缘故。
2、通道：喇叭的扩声原理。
通过上面的记载我们可以得知，以总柱为依托，有八个通道。这八个通道，是做什么用的呢？
笔者认为，这个八个通道，应该是一头小、一头大的喇叭状，从而将坛子收集到的共振声音进行放到，达到击发机关的目的。
3、发机：琴弦的共振原理。
在”候风地动仪“的记载中，”施关发机“是一个关键的词语。
施关，即是在通道口这是关卡，这个好理解。
发机呢？
单从字面理解，发机，即是和头发有关的机械，这里应该是类似琴弦的东西。为什么这样理解呢？因为弦类乐器，如琴、筝、二胡、琵琶等，实际上都是利用丝线的共振原理来发声的，而琴弦的形状，是偏象头发的，故名“发机”。
4、牙机：四两拨千斤的杠杆原理。
除了发机，“候风地动仪”中还有一个词语，叫做“牙机”。
牙机，顾名思义，即是和牙齿有关的机械，即今天的齿轮。
齿轮在音乐中应用，最常见的就是八音盒了。
拧几下发条，八音盒就可以响好大一会儿，其中最关键的，是利用了齿轮作用下四两拨千斤的杠杆原理。
综合以上，“候风地动仪”监测地动的过程大致是这样的：
第一步，铜尊，用来收纳监听地球的震动；
第二步，铜尊收集到的声音，传到给喇叭形通道；
第三步，喇叭形通道放大的声音，触动发机（丝线）；
第四步，丝线产生振动，触发牙机（齿轮）；
第五步，齿轮驱动后，将龙嘴里的铜珠击发出去；
第六步，珠子掉到蟾蜍嘴里，观察者听到。
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