◇◇新语丝(www.xys.org)(xys5.dxiong.com)(www.xinyusi.info)(xys2.dropin.org)◇◇

　　评“张衡候风地动仪的一种可能机制”

　　作者：牛肉汤

　　郭俊义提出的候风地动仪的可能机制是: “这几个蛤蟆才是真正的传感器”
--- 大致意思是, 如果地震波从东而来, 东边的蛤蟆先感受到. 震波从西而来, 
西边的蛤蟆先感受到. 由此可以设计机械装置, 以分辨出地震之方向. 初看之下, 
似忽不无道理. 细想一下, 颇有谬误. 

　　首先, 地震波纵波的速度约为3000米/秒, 横波的速度约为纵波的60% -- 
1800米/秒. 张衡的候风地动仪装在一间房子里, 直径不过R=1米. 如果地震波从
东而来, 以较慢的横波来算, 地震波到达东西两个蛤蟆的时间差是0.5毫秒. 也
就是说东边的蛤蟆仅仅比西边的蛤蟆提前0.5毫秒感受到地震波. 

　　更有甚者, 如果计算东和东北, 东和东南蛤蟆的时间差, 由于它们在东西方
向的差距更小 --- R(1-cos45)/2=0.15米, 时间差仅仅是0.08毫秒. 要设计一个
机械装置能区分0.08毫秒的时间差, 就是在今天也是不可能的. 

　　因为加速物体的距离(d), 时间(t), 加速度(a)的关系是d=at^2/2. 就算地
动仪中机械运动的距离是10厘米, 要在 0.08毫秒运动10厘米, 所须加速度是惊
人的3x10^7 m/s^2. 根据牛顿定律F=ma, 如果物体(比如郭文中的杠杆)质量是10
克, 其所需作用力就要30万牛顿.   

　　由此可见, 从机械响应的时间看, 地震波实际是在误差范围内同时到达所有
蛤蟆的. 因此, 用蛤蟆感受地震波的先后这种机制是不能用来检测地震方向的. 

(XYS20101209)

◇◇新语丝(www.xys.org)(xys5.dxiong.com)(www.xinyusi.info)(xys2.dropin.org)◇◇