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  • 歷史科普:在古代,人們是如何防震賑災的?
    來源:北京科協
    發布時間:2022-05-13
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    淺談古人應對地震的策略

    張家聲

    距今3000多年的商帝乙三年《古本竹書紀年》記錄的地震:

    黃帝軒轅氏一百年,(有熊:即現在的臨夏)地裂。帝陟。

    夏帝發,名后敬,或曰發惠。七年,陟。泰山震。

    夏帝癸,名桀。十年,五星錯行,夜中,星隕如雨。(斟?。含F在徐州的邳州)地震。伊、洛竭。

    商帝乙,名羨。三年,王命南仲西拒昆夷,城朔方(注:朔方的鳥就叫朔方鳥)。夏六月,周(西岐)地震。

    由于古代先民無從了解自然科學的真相,常認為災害是上天對統治者不良行為的懲罰,也正是受到所謂的“ 天譴”。所以每當天災出現,帝王們紛紛產生巨大的思想壓力并下詔自責,進行自我檢討批判,以此應對上天責罰。商朝開國國君商湯就曾經因為一場大旱,向上天祈禱不要牽連萬民,萬民有罪都由自己一人承擔。據學者統計,我國歷史上共曾有79位皇帝下過罪己詔,除過追究引發天災的責任問題之外,各朝各代統治階級均采取具體有效的措施賑濟災民。周代就有天子命令發放糧食、錢款、衣物對貧民進行救濟的記載,《晏子春秋》也記載了晏子使齊景公賑濟災民谷物的事;西漢時,國家對山林川澤實行封禁,平時不許百姓砍伐和狩獵,到了這種時候,也允許災民進去采捕,以此來度過災年。

    漢宣帝劉詢“蓋災異者天地之戒也”

    地震救災機制當今是科技信息發達的現代社會,經歷了一次次自然災害的考驗后,我國已經建立了系統的快速賑災響應機制,也常設國務院抗震救災指揮部,以隨時應對突發地震災害。那么,在科技信息遠遠落后的古代社會,他們又是怎樣快速賑災的呢?據查閱相關資料得知,雖然古代對地震的認知了解十分匱乏,人們常常認為天災是統治者的施政出現問題從而導致老天降罪,但是這種思想并未然他們驚慌失措,停滯不前,反而促使他們建立了一套快速的救災制度。

    第一步,當地震發生時,首當其沖的是上報災情。一旦哪個地方發生災情,當地官員要迅速將受災相關程度和時間報告給上級官員,倘若災情繼續惡化,還要向上級更新信息。舉例來說,當某地發生地震,當地災民首先應報告給縣令,縣令再將其報告給府臺道臺,他們再上報給本省督撫,最后由督撫上報戶部。第二步,當官員接到災情報告后,應立即派遣勘災隊伍趕赴災區查看災情,其目的是摸清受災情況,并為災情登記造冊,做好統計工作,為后續發放賑災物資和減免賦稅提供依據。當時的律法規定勘災人員必須親自上門落實受災情況,對受災程度不同的災戶做好分類,特別要注意受災極其嚴重的災戶。第三步,賑災的措施有多種,以減免徭役賦稅最為常見,有的統治者還派遣醫療隊趕赴災區,有的皇帝以賜錢、賜物為主。

    除此賑災機制意外,古代統治者還針對瀆職、隱瞞災情、挪用賑災物資設置了三條鐵律,在勘災階段如有受賄索賄行為按貪贓枉法論處;如有官員敷衍了事,不親自勘驗,企圖蒙混過關,則處以杖責一百懲罰,之后罷職之后不再續用;最后,倘若負責勘驗官員徇私舞弊且上級官員沒有發現,州縣官員要被降級,如果州縣官員明知下屬舞弊而不處理則要被革職,以此類推,上級官員不負責任視嚴重程度而定均要被降職或革職。

    了解了古代的賑災機制,再看看古人針對地震發明了什么高科技吧,地動儀是我國古代科學家張衡的智慧結晶;榫卯和斗拱工藝則是土木工程領域的匠心發明,看似簡單,卻蘊含了古人的無窮智慧。

    物理定位技術現今時期有電子,衛星,遙感等科學技術支撐,我們可以對地震進行科學研究,而古代卻沒有這些先進技術,怎么科學找到地震發生地點呢?我國東漢時期的科學家張衡運用聰明才智發明了候風地動儀,當地震發生時,對應方位的龍嘴里會吐出一個銅球,掉在下方的蛤蟆嘴里,根據小球掉落的方位可以判斷地震傳來的方向,這樣國家就可以迅速有效地開展救災行動,進而最大程度地減少損失。

    公元132年,偉大的科學家張衡發明和制造了世上第一部驗震器“候風地動儀”,它的外觀似圓形酒甕,斷面直徑達到八尺,內部中央置有一根很重的柱子,稱為“都柱”,可以向八個方向傾擺;酒甕外部的八個方向各設有一個龍頭,龍頭下方對應一只張口的蟾蜍。八條龍口中各含銅球一顆,當都柱向某一方傾側時,該方向的龍口張開,銅丸落下掉入蟾蜍口中。地震發生時,只有震源方向上的龍頭張口,據此可判斷地震發生的方向。據范曄《后漢書》記載,公元134年12月13日,隴西發生地震,當時都城洛陽并無震感,但有一個龍口掉出銅球,其后才傳來隴西地震的消息,有效證實了地動儀探測地震方向的功效。

    注釋:候風地動儀所謂的“候風”,是指測定風的變化,地震相信是因為陰陽兩氣相搏而形成,氣的變化會產生風;哪個地方有地震,哪個方向就有氣的變化,就有風來可以測到。候風地動儀流傳到隋代,北朝信都芳、隋代臨孝恭都研究過,到唐代失傳。

    地動儀利用物體的慣性來測震,構造學者對此持兩種觀點,其一認為都柱是個又重又粗掛起的懸擺,小銅球和懸擺組成觸發機制,當地震波水平運動,都柱移位促使小銅球脫落并撞擊機關,又或都柱帶動八條向八個方位伸出去的臂,連接扛桿,當懸擺向某一方向擺動時,龍口就會張開。另一種觀點認為都柱是一種倒立的震擺,重錘安裝在底座上,周圍有八組機械裝置,一旦地震,重錘傾側,都柱失去平衡,觸道機械裝置,使相應的龍口張開。

    現代中、日學者都嘗試復原地動儀,日本學者曾以直立震擺式的地動儀模型做實驗,得出結論如果地震初震很強,銅丸會因初至縱波落下,從而確定地震的方位;但其他地震研究學者卻指出,直立震擺的傾倒方向有隨機性,對震動反應遲鈍,起不到驗震作用,直立震擺底部所用的彈簧,也不可能是漢代技術水平的產物,而懸擺式的地動儀模型,在2000年通過了中國地震學者用振動臺模擬地震狀態的試驗,得到中國學術界的普遍認可。

    19世紀西方的水銀地震儀

    西方社會在近代科技發展水平上可以說是遙遙領先中國,但是地震儀的研究發明中國卻領先了西方社會整1 700多年,西方第一臺真正意義上的地震儀由意大利科學家盧伊吉·帕爾米里于1855年發明,它具有更為復雜的機械系統,使用裝滿水銀的圓管并且裝有電磁裝置。當震動使水銀發生晃動時,電磁裝置會觸發一個內設的記錄地殼移動的設備,粗略地顯示出地震發生的時間和強度。

    減隔震技術在人類幾千年歷史長河中,遭遇了一次次突如其來的災難,在眾多的災難中,地震造成的傷亡人數首當其沖,面對災難,我們目前還不能主動預測地震,但卻能做到主動預防地震。地震中的傷亡往往是建筑倒塌造成的,然而我國許多古代建筑都成功地經受過大地震的考驗,如故宮系建筑、西安大雁塔、四川平武縣的報恩寺廣場、山西應縣木塔等建筑,千百年來均經歷過多次地震仍然傲然屹立。

    我國古代廣泛運用榫卯固定木制家具及木質建筑之各部分,2009年,中國藝術研究院建筑研究所申報的“中國傳統木結構營造技藝”入選聯合國人類非物質文化遺產,其中有提到榫卯技術方便生產、安裝與拆卸而不須使用其它工具輔助且不損部件完整。而設計精密良好之榫卯既穩固又可承受若干程度作用力,于若干強度地震時仍可保持建筑物搖晃而不倒塌。最基本的榫卯結構由兩個構件組成,其中一個的榫頭插入另一個的卯眼中,使兩個構件連接并固定。榫頭伸入卯眼的部分被稱為榫舌,其余部分則稱作榫肩。

    榫卯結構

    斗拱,又稱枓栱、斗科、欂櫨、鋪作等 ,是中國漢族建筑特有的一種結構,在立柱頂、額枋和檐檁間或構架間,從枋上加的一層層探出成弓形的承重結構叫拱,拱與拱之間墊的方形木塊叫斗,合稱斗拱。斗拱和榫卯一樣,都是減隔震的主要結構,建筑屋檐的荷載經斗拱傳遞到立柱,因此當發生地震時,斗拱結構可以有效地減弱破壞力。

    最早的斗拱實物:戰國四龍四鳳方案

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    當代建筑中的斗拱

    圖片來源:圖蟲創意

    自古至今,人類同地震已經打了數千年的交道。在受到打擊和毀滅的同時,人類也表現出了超強的意志和驚人的生命力,積累了逐步成熟和豐富的經驗。尤其是自汶川地震以來,國家對地震監測預報事業高度重視,我國地震監測預報預報預警能力不斷提升,相信在不久后科學家們一定能掌握地球活動的規律,使地震對人類的危害愈來愈小,人們都能生存在一片美好幸福的家園之中。

    來源:地震三點通微信公眾號



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