張衡が発明した地震計は役に立つのか？機械的な観点からどのように分析するのでしょうか?

張衡が発明した地震計が有用であるかどうかは、力学の観点から分析することができます。次は興味深い歴史エディターが詳しく紹介しますので、見てみましょう！

張衡の時代の楽器は機械式であったことがわかっています。当時は電子機器、センサー、アナログ回路、デジタル回路はなく、利用できるのは青銅製の工芸品だけでした。張衡が西暦134年に作った地震計の核心部分は青銅の円筒でした。『後漢書』の曖昧な記録によると、その円筒には大まかに3つの可能性があると判断できます。

a: 上端は自由、下端は固定

b: 下端は自由、上端は固定

c: 上端と下端は両方とも自由で、どちらも固定されていない

列を配置する3つの方法

地震が起こる前に、この柱は特定の方向に倒れ、その方向に当たった龍が数珠を吐き出し、それを下のヒキガエルがキャッチします。

そのため、力学的な原理から見ると、地震が発生したときに柱が倒壊するという、いわゆる「共振」という物理的原理を利用していることになります。

共振とは、銅柱の固有振動数（どんな固体にも固有振動数があり、すべての橋にも固有振動数があり、橋の上で一斉に行進する軍隊の周波数が橋の固有振動数と同じであれば、共振が起きる）が地震前に放射された超低周波音（周波数が20Hz未満の音波）の周波数に非常に近いため、銅柱が地震超低周波音のエネルギーを吸収して共振が起こり、銅柱の振幅がどんどん大きくなり、やがて倒壊してしまうということです。

したがって、張恒の「地震計」は「共鳴」の原理に基づいて動作していると言えるが、これは評価に値する（地震前の超低周波は非常に速く伝播し、地震の縦波と横波よりも先に現場に到達するため、この地震計は地震を予測する上で一定の役割を果たす）が、この「地震計」は地震の方向を特定できない。

共鳴を利用して生命現象を説明することは、東漢から晋の時代にかけて学界の主流の考え方の一つとなっていた。晋の時代の学者、張華は著書『梵語志』の中で、ある現象について説明しています。当時、一部の庶民の家の銅板が朝晩、不可解な振動を起こし、ブーンという音を立てていました。張華は、銅板の固有振動数が宮殿で毎日朝晩2回鳴らされる鐘の振動数と一致し、共鳴するためだと説明しました。

したがって、張衡の地震計も張華の理論で説明できる。

張衡の地震計は長い間失われていたため、現在見られる地震計の模型はすべて後世の人々が歴史的記録に基づいて復元したものである。その中でも最も一般的な古いモデルである1951年の王振多モデルは、近年、外見的にも原理的にも間違っていることが証明されました。 2005年に中国地震局の馮睿氏が提案したもう一つのモデルは、「斗珠」が吊り下げられた振り子で、振り子の下に小さなボールが付いているというものである。ボールは「M」字型のスライドの交差点（『後漢書・張衡伝』に出てくる「関」）に位置している。地震が発生すると、「斗珠」が小さなボールを動かし、それが龍の口を制御する機構を作動させ、龍の口が開く。さらに、馮睿のモデルでは、ヒキガエルが瓶本体に面している姿から、瓶本体から離れて楽器の足の役割を果たす姿に変更されました。シミュレーションテストの結果、モデルは2番目のケースで感度が高く、地震発生時によく反応するが、地震の方向を感知できないことが判明した。テスト結果は、歴史的記録（張衡の地震計が隴西地震を予測した）と部分的に一致した。

そのため、地震の方向を予測するためには、より高度な機器や設備が必要となり、それは東漢の張衡にとって不可能な仕事でした。