中國古代的地震測報和防震抗震

  來源: 藝術中國

我國是一個地震比較多的國家。幾千年來，我們的祖先頑強地和地震災害進行鬥爭，留下了歷史悠久的地震記錄，創造了世界上第一架地震儀，觀察記載了大量的地震前兆現象，積累了許多防震抗震的經驗和知識，在地震測報和防震抗震的領域，取得了輝煌的成就。


　　我國記錄地震開始很早。晉代出土的【竹書紀年】記載有帝舜時期『地坼及泉』、夏桀末年『社坼裂』的現象，可能是關於地震最早的記載。戰國時期晚期（公元前三世紀）的【呂氏春秋・季夏紀》裡記載了『周文王立國八年①，歲六月，文王寢疾五日，而地動東西南北，不出國郊。』這一記載明確指出了地震發生的時間和範圍，是我國地震記錄中具體可靠的最早記載。此外，在【詩經】、【春秋】、【國語】和【左傳】等先秦古籍中都有關於地震的記述，保存了不少古老地震記錄。從漢代開始，地震就作爲災異記入各斷代史的『五行志』中了。宋元以後地方志發達起來，地震也被作爲災異記入志中，地震史料大大增加。除了這些官修的正史，方志外，許多私人寫的筆記、雜錄、小說和詩文集中也有地震的記載，而且往往附有生動的描述。歷代的一些『類書』，如宋代編的【太平御覽】、清代編的【古今圖書集成】等，還按分類收集了不少地震資料。此外，碑文中也有歷史地震的記載。


　　我國歷代積累下來的地震記錄，是一份十分珍貴的歷史遺產。解放以後，我國的一些史學和地震工作者，共同搜集整理這份歷史遺產，翻閱了八千多種文獻，從中摘出一萬五千多條地震史料，經過審核考訂，獲得了從公元前1177年到公元1955年止的八千一百多次地震記錄，其中發生五到五・九級地震一千零九十五次，六到六・九級地震四百十次，七到七・九級地震九十一次，八級以上地震十七次。這樣悠久而豐富的地震記錄，具有重要的科學價值，已經受到國內外地震科學工作者的廣泛重視。我國的地震工作者利用豐富的歷史地震資料，編制各種地震圖表，進行各種數理統計，在我國地震區域劃分、地震預測預報和國民經濟建設合理布局等方面，提供了重要的科學依據。


　　在不斷記錄地震、積累地震知識的基礎上，東漢時候傑出的自然科學家張衡發明了世界上第一架觀測地震的儀器――地動儀。張衡一生中遇到過好多次地震。據統計，從漢和帝永元四年（公元92年）到漢順帝永和四年（公元139年）間，京師（洛陽）和隴西發生地震二十次。其中大約有六次是破壞性地震。張衡是河南南陽人，又在當時的首都洛陽工作，所以對於那許多次地震，他有不少親身體驗。另外，張衡擔任過太史令的官職多年，不但掌管天文，而且地方上發生地震上報以後，也都由他記錄下來。爲了掌握各地發生的地震情報，他感到很需要有儀器來進行觀測。正是以上情況促使張衡經年累月、孜孜不倦地研究這個問題，終於在漢順帝陽嘉元年（公元132年），創造了世界上第一架地震儀，在人類和地335 震作鬥爭的歷史上寫下了光輝的一頁。


　　關於這架儀器，【後漢書】中記載：『地動儀以精銅製成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊。』（酒尊就是酒罈。）裡面有精巧的結構，主要是中間的『都柱』（類似慣性運動的擺）和它周圍的『八道』（裝置在擺的周圍和儀體相接聯的八個方向的八組槓桿機械），外面相應設置八條龍，盤踞在八個方位上。每個龍頭的嘴中含有一個小銅球，每個龍頭下面都有一隻蟾蜍張口向上。如果什麼地方發生了比較強的地震，傳來地震的震波，『都柱』偏側觸動龍頭的槓桿，使處在那個方位的龍嘴張開，銅球噹啷一聲掉在下面的蟾蜍口裡。這樣，觀測人員根據銅球『振聲激揚』而知道在什麼時間什麼方位發生了地震。地動儀製成以後，安置在洛陽，並且觀測到了永和三年（公元138年）隴西發生的一次六級以上的地震，開創了人類使用科學儀器觀測地震的歷史。


　　由於封建王朝的統治者對於科學技術上的發明創造素來不加重視，所以張衡在地震方面的研究和發明得不到他們的支持，地動儀創造出來以後，不僅沒有得到推廣使用，就連儀器本身也沒能受到保護而留存下來。這是科學技術史上的一個重大損失。儘管這樣，張衡地動儀是湮沒不了的，它的燦爛奪目的光輝一直吸引著人們的注意。張衡之後的一些科學家，對地動儀的裝置和原理，不斷寫過一些著作，進行記載和論述。並且由於張衡地動儀是當時世界上遙遙領先的偉大發明，所以它對國外也是有影響的。有人認爲張衡地動儀裡面擺的構造設計可能在隋唐時期傳到了波斯（今伊朗）和日本。至於【後漢書】中關於地動儀的記載，從十九世紀以來，不斷被譯成許多種外文，傳播於世界。到了近代，我國和外國的一些科學工作者對張衡地動儀進行研究復原，由我國復原的地動儀現在陳列在中國歷史博物館，成爲向廣大群眾進行宣傳教育的生動材料。張衡地動儀經過中外學者的研究，一致給予很高的評價，認爲它是利用慣性原理設計製成的，它的基本構造符合物理學的原理，能探測地震波的首先主沖方向。和外國相比，張衡地動儀要比西方類似儀器的出現，早約一千七百年。


　　我國人民和地震作鬥爭，除了地動儀這樣偉大的發明創造外，他們在實際鬥爭中，還通過親身的體驗和觀察，記載了大量的地震前兆現象，如地聲、地光、前震、地下水異常、氣象異常、動物異常等，積累了相當豐富的預測預報地震的知識。


　　地聲、地光是非常重要的臨震前兆現象。我國史書對很多地震都有震前地聲情況的記述。如南北朝時期北魏孝文帝延興四年（公元474年）山西『雁門崎城有聲如雷，自上西引十餘聲，聲止地震。』（【魏書・靈征志】）唐玄宗『開元二十二年二月十八，秦州地震。先是秦州百姓聞州西北地下殷殷有聲，俄而地震。』（【舊唐書・五行志】）開元二十二年是公元734年。明憲宗成化四年（公元1468年）四月四日廣東瓊州府『夜四更地震，未震之先，有聲從西南起，遂大震，既而復震，良久乃止。』（【成化實錄】卷五十五）有些強烈地震在發生之前，震區上空往往出現灼亮的閃光，這種發光現象叫地光。史書中關於這方面的記載，如明武宗正德四年五月二十六日（公元1509年六月十三日）夜湖北『武昌府見碧光閃爍如電者六七次，隱隱有聲如雷鼓，已而地震。』（【明武宗實錄】卷五十）正德八年十二月三十日（公元1514年一月二十五日）四川越雋縣『有火輪見空中，聲如雷，次日戊戌地震。』（【明武宗實錄】卷一○七）這兩個震例，不但震前出現了地光，而且還同時有地聲。


　　大震之前往往有一系列微震和小震，叫做前震。歷史上有不少震例記載有前震現象，如正德七年（公元1512年）『五月雲南地連 震十三日，八月雲南地大震。』（孫之J：【二申野錄】）清康熙七年七月二十五日（公元1668年九月十二日）江蘇鎮江府、丹陽『戌時地震，先數日微震一次，是日震甚，山動搖，江河之水皆爲鼓盪，停泊之舟多覆溺，城內外震裂牆屋無算。』（康熙【鎮江府志】、乾隆【丹陽縣誌】）


　　強烈地震發生前，地下水位往往發生異常變化，例如清康熙七年（公元1668年）山東郯城發生八・五級大震，好幾個地方出現了河水突然乾涸的記載：山東壽光『未震之前一日，耳中聞河水洶洶之聲，遣子探試，亦無所見，或雲先一日彌丹諸河水忽涸。（民國【壽光縣誌】引【青社遺聞】）江蘇贛榆『先是苦雨幾一月，是日城南渠一晷之間，暴漲忽涸，見者異之。』（康熙【海州志】引倪長犀【地震記】）除了這種水量顯著變化的觀察記載外，在一些古籍中對震前地下水成分、色味的改變還留有記載，如『井水忽渾濁』、『水變赤如流丹』、『井水變味、甘咸相反』等。


　　關於震前出現氣象異常情況，如高溫酷熱、雷雨驟烈、颶風大作、陰霾昏晦、乾旱水澇等，在史書中都有屢見不鮮的記載。例如康熙十八年（公元1679年）三河、平谷八級大震前，出現了『特大炎暑，熱傷人畜甚重』的熱異常；四川嘉慶【射洪縣誌】記載嘉慶二十四年五月十九日（公元1819年七月十日）發生的地震：『五月霪雨十日，至十九日夜大雨如注，是夜地震，泛水漲數丈。』很顯然震前先是霪雨不休，後是暴雨傾盆，緊接著發生了地震。其他如震前出現『雲氣彌天』、『日色昏黃，亭午風霾晦冥，晚不見月』等等震例，就不一一列舉了。


　　地震前，許多動物出現異常反應。對動物這種震前異常反應，我國歷史上從唐代開始便有記載，如【開元占經・地鏡】中說道：『鼠聚朝廷市衢中而鳴，地方屠裂。』在地震地裂之前出現了老鼠成群鳴叫的現象。明世宗嘉靖三十五年正月二十三日（公元1556年二月十四日）夜河南鄧縣、內鄉『分聞風雨聲自西北來，鳥獸皆鳴，已而地震轟如雷。』（順治【鄧州志】）清仁宗嘉慶二十年（公元1815年）山西平陸強烈地震後，還總結了這方面的經驗，山西【虞鄉縣誌】中明確指出『牛馬仰首，雞犬聲亂，即震驗也。』在對震前動物異常反應的長期而大量的觀察之後，有的震區還得出了震前『水陸間生物頓有異象』的認識。


　　由上可見，我國歷史上關於地震前兆宏觀現象的記載，確是非常豐富的。不僅這樣，勞動人民還根據前兆現象，成功地預報、預防了一些地震。例如清文宗咸豐五年（公元1855年）遼寧金縣地區的勞動人民，根據地聲預報了一次破壞性地震，故宮檔案記載說：339 『未震之時，先聞有聲如雷，故該處旗民早已預防，俱各走避出屋，是以未經壓斃多人，只傷男婦子女共七名。』嘉慶十四年八月十一日（公元1809年九月二十日）貴州正安發生強震之前，存在明顯的前震活動，在『小溪里、羅干溪忽山動石墜』，當地居民根據這種前震活動，迅速採取預防措施，把器具牛羊轉移到安全地方，『遷畢地搖，房屋倒塌，田土盡翻。』（道光【遵義府志】）嘉慶二十年（公元1815年）山西平陸發生強烈地震，震前勞動人民根據天氣異常作了預報。【虞鄉縣誌】說：『八月六日陰雨連綿四旬，盆傾檐注，過重陽微晴，十三日大霽，鄉老有識者，謂霪雨後天大熱，宜防地震。』後來，果然『屋舍傾塌』，發生了一次強震。


　　勞動人民預測預報地震，不只是限於個別地震前兆，他們還以綜合的觀點，對預報地震的前兆現象作了概括。例如清高宗乾隆二十年（公元1755年）編寫的【銀川小志】，記載清初一位在官府做飯的炊事員和幾位老鄉共同總結出了預報地震的前兆，書中說，寧夏地震『大約春冬二季居多，如井水忽渾濁，炮聲散長，群犬圍吠，即防此患。』從這段記載，可以看出勞動群眾除了認爲寧夏地震發生的時間有春冬二季居多的特點外，更加重要的是，提出了井水變化、地聲和動物異常跟地震的關係，已經有了綜合多種前兆現象來預報地震的思想。這種觀點是很科學的。因爲地震是一種複雜的自然現象，要對它的發生做出準確預報，就必須採取多途徑、多手段，從各個不同角度，把各種觀測方法所獲得的資料進行綜合的分析研究，而不能僅僅根據某種異常現象就輕易作出預報。


　　爲了減少和避免地震造成的傷亡破壞，採取防震抗震措施是一個重要的方面。古代人民群眾在這方面積累了不少的經驗，找到了好些切實可行的辦法和措施。


　　在房屋抗震方面，我國勞動人民有很多的實踐經驗。台灣是我國地震最頻繁的一個省，古代台灣人民在興建城市中就注意到『台地罕有終年不震』（乾隆【台灣縣誌】）這個特點，採取一定的抗震措施。如在淡水，有的城牆便是用竹子和木頭等材料建成。用竹木建城，不但就地取材，經濟方便，更重要的是竹木性質柔韌、質輕、耐震性能高，是很好的抗震建築材料。其他震區的勞動人民也有這方面的經驗，如在雲南經常發生地震的地方，常採用荊條、木筋草等材料編牆，也是根據這個道理加以選擇的。


　　勞動人民動土興工，建造房屋、橋梁、塔寺，爲了要經久耐用和安全可靠，一般都很注意地基牢固，建築物結實、整體性好，特別在多震地區，他們更緊密聯繫地震的威脅，慎重考慮這些問題。通過古建築的考察，我們很清楚地看到勞動人民在這方面的聰明才智，他們對抗震設計和施工有很豐富的知識。例如建於遼代的天津市薊縣獨樂寺觀音閣、山西應縣高達六十多米的木塔和建於隋代的河北趙縣、橫跨┧的趙州橋，距今都有千年左右的歷史了，它們都位於地震比較多的華北地震區，經受過多次不同程度的地震震撼，到現在還巍然屹立。這不僅證明我國古代勞動人民在建築技術上的卓越成就，而且也爲我們提供了研究建築物抗震性能的十分重要的實物例證，可以爲現在的抗震設計起到借鑑的作用。


　　大震之後，房屋有的倒塌，有的遭到破壞，而且餘震不止，生命財產繼續受到威脅。在這種情況下，怎樣防震抗震，古書上也記載了勞動人民不少的辦法，歸納起來多以木板、葦席、草等物搭棚造屋或趨避空曠的地方，以減免傷亡和損失。這方面的記載，最早見於宋代，宋代之後史不絕書，如『居者懼覆壓，編葦爲屋』（江蘇【贛榆縣誌】）；『於場圃中，戴星架木，鋪草爲寢所』（山西【虞鄉縣誌】）；『於居旁隙地，架木爲棚，結草爲廬』（河北【臨漳縣誌】）等。這些辦法在防震抗災中發揮了有效作用，在史書里留下有明確的記載，如據故宮檔案記載，清道光十年（公元1830年）閏四月二十二日河北磁縣發生七・五級大震，震後餘震不止，到五月初七日發生了一次強餘震，『所剩房屋全行倒塌，幸居民先期露處或搭席棚棲身，是以並未傷斃人口。』由於這些防震抗震的措施簡易安全，行之有效，所以到現在還在沿用。


　　古代人民群眾不但有很多震前震後的防震抗震知識，而且在強烈地震發生來不及跑出房屋的危急時刻，怎樣採取應急措施，防止傷亡，也有很寶貴的經驗。嘉靖三十五年（公元1556年）一月二十三日陝西華縣發生了八級大震，這次地震的倖存者秦可大根據親身體驗和耳聞目睹的事實，寫有一篇重要著作【地震記】，提出了大震應急措施，他說：『……因計居民之家，當勉置合廂樓板，內豎壯木床榻，卒然聞變，不可疾出，伏而待定，縱有覆巢，可冀完卵；力不辦者，預擇空隙之處，審趨避可也。』在還沒有完全實現地震預報的今天，地震突然發生，來不及跑出屋外，就躲在堅實的家具下，以免砸傷壓斃，這是現在防震抗震中仍然重要的一條措施。四百多年前由秦可大總結提出的這個辦法，不但具有歷史意義，而且很有現實價值。


　　綜上所述，我國古代人民在地震測報和防震抗震等方面有很重要的成就，在戰勝地震這一嚴重自然災害的征途上作出了卓越的貢獻。他們的鬥爭實踐和輝煌成就啟迪我們：雖然地震預報是一個很複雜的問題，當今還有一些實際問題和理論問題沒有得到解決，但隨著科學技術的發展和人們的不斷努力，這個難題一定會被攻克，人類將在這個必然王國里獲得自由。