淺談古人應(yīng)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(jì)年》記錄的地震:
黃帝軒轅氏一百年,(有熊:即現(xiàn)在的臨夏)地裂。帝陟。
夏帝發(fā),名后敬,或曰發(fā)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(xiàn)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(xué)的真相,常認(rèn)為災(zāi)害是上天對統(tǒng)治者不良行為的懲罰,也正是受到所謂的“ 天譴”。所以每當(dāng)天災(zāi)出現(xiàn),帝王們紛紛產(chǎn)生巨大的思想壓力并下詔自責(zé),進行自我檢討批判,以此應(yīng)對上天責(zé)罰。商朝開國國君商湯就曾經(jīng)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(dān)。據(jù)學(xué)者統(tǒng)計,我國歷史上共曾有79位皇帝下過罪己詔,除過追究引發(fā)天災(zāi)的責(zé)任問題之外,各朝各代統(tǒng)治階級均采取具體有效的措施賑濟災(zāi)民。周代就有天子命令發(fā)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(zāi)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(zāi)民進去采捕,以此來度過災(zāi)年。
漢宣帝劉詢“蓋災(zāi)異者天地之戒也”
地震救災(zāi)機制當(dāng)今是科技信息發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會,經(jīng)歷了一次次自然災(zāi)害的考驗后,我國已經(jīng)建立了系統(tǒng)的快速賑災(zāi)響應(yīng)機制,也常設(shè)國務(wù)院抗震救災(zāi)指揮部,以隨時應(yīng)對突發(fā)地震災(zāi)害。那么,在科技信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的古代社會,他們又是怎樣快速賑災(zāi)的呢?據(jù)查閱相關(guān)資料得知,雖然古代對地震的認(rèn)知了解十分匱乏,人們常常認(rèn)為天災(zāi)是統(tǒng)治者的施政出現(xiàn)問題從而導(dǎo)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(zāi)制度。
第一步,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,首當(dāng)其沖的是上報災(zāi)情。一旦哪個地方發(fā)生災(zāi)情,當(dāng)?shù)毓賳T要迅速將受災(zāi)相關(guān)程度和時間報告給上級官員,倘若災(zāi)情繼續(xù)惡化,還要向上級更新信息。舉例來說,當(dāng)某地發(fā)生地震,當(dāng)?shù)貫?zāi)民首先應(yīng)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(dāng)官員接到災(zāi)情報告后,應(yīng)立即派遣勘災(zāi)隊伍趕赴災(zāi)區(qū)查看災(zāi)情,其目的是摸清受災(zāi)情況,并為災(zāi)情登記造冊,做好統(tǒng)計工作,為后續(xù)發(fā)放賑災(zāi)物資和減免賦稅提供依據(jù)。當(dāng)時的律法規(guī)定勘災(zāi)人員必須親自上門落實受災(zāi)情況,對受災(zāi)程度不同的災(zāi)戶做好分類,特別要注意受災(zāi)極其嚴(yán)重的災(zāi)戶。第三步,賑災(zāi)的措施有多種,以減免徭役賦稅最為常見,有的統(tǒng)治者還派遣醫(yī)療隊趕赴災(zāi)區(qū),有的皇帝以賜錢、賜物為主。
除此賑災(zāi)機制意外,古代統(tǒng)治者還針對瀆職、隱瞞災(zāi)情、挪用賑災(zāi)物資設(shè)置了三條鐵律,在勘災(zāi)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(guān),則處以杖責(zé)一百懲罰,之后罷職之后不再續(xù)用;最后,倘若負(fù)責(zé)勘驗官員徇私舞弊且上級官員沒有發(fā)現(xiàn),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(fù)責(zé)任視嚴(yán)重程度而定均要被降職或革職。
了解了古代的賑災(zāi)機制,再看看古人針對地震發(fā)明了什么高科技吧,地動儀是我國古代科學(xué)家張衡的智慧結(jié)晶;榫卯和斗拱工藝則是土木工程領(lǐng)域的匠心發(fā)明,看似簡單,卻蘊含了古人的無窮智慧。
物理定位技術(shù)現(xiàn)今時期有電子,衛(wèi)星,遙感等科學(xué)技術(shù)支撐,我們可以對地震進行科學(xué)研究,而古代卻沒有這些先進技術(shù),怎么科學(xué)找到地震發(fā)生地點呢?我國東漢時期的科學(xué)家張衡運用聰明才智發(fā)明了候風(fēng)地動儀,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,對應(yīng)方位的龍嘴里會吐出一個銅球,掉在下方的蛤蟆嘴里,根據(jù)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(zāi)行動,進而最大程度地減少損失。
公元132年,偉大的科學(xué)家張衡發(fā)明和制造了世上第一部驗震器“候風(fēng)地動儀”,它的外觀似圓形酒甕,斷面直徑達(dá)到八尺,內(nèi)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(shè)有一個龍頭,龍頭下方對應(yīng)一只張口的蟾蜍。八條龍口中各含銅球一顆,當(dāng)都柱向某一方傾側(cè)時,該方向的龍口張開,銅丸落下掉入蟾蜍口中。地震發(fā)生時,只有震源方向上的龍頭張口,據(jù)此可判斷地震發(fā)生的方向。據(jù)范曄《后漢書》記載,公元134年12月13日,隴西發(fā)生地震,當(dāng)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(fēng)地動儀所謂的“候風(fēng)”,是指測定風(fēng)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(chǎn)生風(fēng);哪個地方有地震,哪個方向就有氣的變化,就有風(fēng)來可以測到。候風(fēng)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(gòu)造學(xué)者對此持兩種觀點,其一認(rèn)為都柱是個又重又粗掛起的懸擺,小銅球和懸擺組成觸發(fā)機制,當(dāng)?shù)卣鸩ㄋ竭\動,都柱移位促使小銅球脫落并撞擊機關(guān),又或都柱帶動八條向八個方位伸出去的臂,連接扛桿,當(dāng)懸擺向某一方向擺動時,龍口就會張開。另一種觀點認(rèn)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(cè),都柱失去平衡,觸道機械裝置,使相應(yīng)的龍口張開。
現(xiàn)代中、日學(xué)者都嘗試復(fù)原地動儀,日本學(xué)者曾以直立震擺式的地動儀模型做實驗,得出結(jié)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(xué)者卻指出,直立震擺的傾倒方向有隨機性,對震動反應(yīng)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(shù)水平的產(chǎn)物,而懸擺式的地動儀模型,在2000年通過了中國地震學(xué)者用振動臺模擬地震狀態(tài)的試驗,得到中國學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可。
19世紀(jì)西方的水銀地震儀
西方社會在近代科技發(fā)展水平上可以說是遙遙領(lǐng)先中國,但是地震儀的研究發(fā)明中國卻領(lǐng)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(xué)家盧伊吉·帕爾米里于1855年發(fā)明,它具有更為復(fù)雜的機械系統(tǒng),使用裝滿水銀的圓管并且裝有電磁裝置。當(dāng)震動使水銀發(fā)生晃動時,電磁裝置會觸發(fā)一個內(nèi)設(shè)的記錄地殼移動的設(shè)備,粗略地顯示出地震發(fā)生的時間和強度。
減隔震技術(shù)在人類幾千年歷史長河中,遭遇了一次次突如其來的災(zāi)難,在眾多的災(zāi)難中,地震造成的傷亡人數(shù)首當(dāng)其沖,面對災(zāi)難,我們目前還不能主動預(yù)測地震,但卻能做到主動預(yù)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(jīng)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(yīng)縣木塔等建筑,千百年來均經(jīng)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(zhì)建筑之各部分,2009年,中國藝術(shù)研究院建筑研究所申報的“中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)營造技藝”入選聯(lián)合國人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn),其中有提到榫卯技術(shù)方便生產(chǎn)、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(shè)計精密良好之榫卯既穩(wěn)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(jié)構(gòu)由兩個構(gòu)件組成,其中一個的榫頭插入另一個的卯眼中,使兩個構(gòu)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(jié)構(gòu)
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(jié)構(gòu),在立柱頂、額枋和檐檁間或構(gòu)架間,從枋上加的一層層探出成弓形的承重結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),建筑屋檐的荷載經(jīng)斗拱傳遞到立柱,因此當(dāng)發(fā)生地震時,斗拱結(jié)構(gòu)可以有效地減弱破壞力。
最早的斗拱實物:戰(zhàn)國四龍四鳳方案
當(dāng)代建筑中的斗拱
圖片來源:圖蟲創(chuàng)意
自古至今,人類同地震已經(jīng)打了數(shù)千年的交道。在受到打擊和毀滅的同時,人類也表現(xiàn)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(jīng)驗。尤其是自汶川地震以來,國家對地震監(jiān)測預(yù)報事業(yè)高度重視,我國地震監(jiān)測預(yù)報預(yù)報預(yù)警能力不斷提升,相信在不久后科學(xué)家們一定能掌握地球活動的規(guī)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