Ngày 3 tháng 2 theo nông lịch năm 138, đông nam tỉnh Cam Túc xảy ra một trận động đất. Trận động đất này đã được máy báo động đất được gọi là dụng cụ ghi động đất ở thành Lạc Dương cách đó hơn nghìn dặm ghi lại.
Đây là trận động đất đầu tiên trong lịch sử nhân loại được máy quan trắc ghi nhận, nó báo hiệu con người bắt đầu quá trình báo trước động đất. Người thiết kế, chế tạo đài quan trắc này là một nhà khoa học nổi tiếng thời kỳ Đông Hán ở Trung Quốc – Trương Hoành.
Cha Trương Hoành mất sớm, gia cảnh nghèo khó, từ nhỏ đã vươn lên trong hoàn cảnh khó khăn, ra sức học tập. Khi mới hơn 10 tuổi, ông đã đọc được rất nhiều sách, không chỉ trở thành một học trò xuất sắc trong nhà trường, ông còn sáng tác văn thơ, rất có tiếng lúc ở nơi đó.
Về sau, Trương Hoành rời quê hương., đi tìm thầy tìm bạn, để trau dồi tài năng của mình. Ông có nguyện vọng mãnh liệt trong việc đi tìm những bí hiểm của thế giới tự nhiên, thường thâu đêm suốt sáng nghiên cứu các vấn đề khoa học. Từ đó, ông đã tiến hành quan sát và đo lường lâu dài các hiện tượng địa lý, đạt được không ít thành tựu và bắt đầu nổi tiếng. Không lâu sau, ông được triệu tới nhận chức ở triều đình, làm chức Thái sử lệnh (1).
Một đêm khuya, Trương Hoằng đang từ cửa sổ quan sát bầu trời, bỗng nhìn thấy ở chân trời lóe lên một ánh sáng kỳ lạ, sau đó là từng đợt tiếng kêu, đồng thời cảm thấy đất dưới chân có chuyển động nhẹ. Sau một lát, tất cả lại trở lại tĩnh lặng như cữ, Trương Hoằng không kìm được tiếng thở dài, tự nói một mình:
– Chà! Không biết nơi nào đã xảy ra động đất, dân chúng lại khổ sở đây!
Đêm ấy, ông mãi không ngủ được. Nhiều lần xảy ra động đất, khiến cho dân chúng chịu tai họa rất to lớn! Trước mắt ông hiên ra thảm cảnh dân bị nạn từ khắp nơi kéo đến Lạc Dương, họ nằm ngổn ngang bên bờ sông, xương khô như củi, áo không đủ che thân, để tìm con đường sống, kể cả bán con bán vợ. Nghĩ đến đó, thật là lòng đau như cắt. Ông quyết tâm sáng chế một loại máy có thể xác định khi nào xảy ra động đất, và phương hướng xảy ra động đất. Như vậy có thể kịp thời biết được tai họa của động đất, tổ chức chống lại và cứu trợ, giảm nhẹ tổn thất về tài sản và tính mạng cho dân chúng.
Dưới sự chủ trì của đích thân Trương Hoành, công việc nghiên cứu, phân tích và ghi chép lại số liệu động đất đã bắt đầu. Trương Hoàng còn bố trí một số điểm quan trắc và tiến hành quan trắc lâu dài, mò mẫm quy luật xảy ra động đất. Qua 6 năm hết lòng nghiên cứu và nhiều lần thử nghiệm, đến năm 132, máy ghi động đất của đài trắc báo động đất “địa động nghi”– gọi là dụng cụ ghi động đất ra đời.
Địa động nghi dùng đồng chế tạo, hình dáng giống như một bình rượu lớn. Vỏ cứng bên ngoài của địa động nghi được chế tạo tinh xảo, mặt trên chia đều có 8 con rồng, đầu rồng quay xuống phía dưới, theo các phương hướng đông, tây, nam, bắc, và đông nam, đông bắc, tây nam, tây bắc. Miệng rồng đều ngậm một quả cầu nhỏ bằng đồng, phía dưới là 8 con cóc, chúng đều đang há miệng, ngẩng đầu, sẵn sàng chuẩn bị tiếp nhận những quả cầu đồng nhỏ từ miệng rồng. Bên trong của máy có chế tạo một cơ quan vô cùng tinh xảo và nhạy bén, phương hướng nào xảy ra động đất, trụ đồng ở phía trong sẽ ngả về hướng đó, đánh vào then ngang, chạm vào đầu rồng ở phía đó. Lúc này, miệng rồng sẽ mở ra, quả cầu đồng tự động rơi xuống miệng cóc ở hướng đó, vì thế có thể biết được phương hướng nào đã xảy ra động đất.
Địa động nghi được đặt ở đài quan sát hiện tượng thiên văn Lạc Dương. Một ngày tháng 4 năm sau, người trực ban bỗng nghe một tiếng “Boong”, chạy đến xem, phát hiện có một miệng cóc đã nhận một quả cầu đồng. Anh ta lập tức báo cáo Trương Hoành. Không lâu sau, tin truyền về, ngày hôm đó, quả nhiên có một nơi đã xảy ra một trận động đất nhỏ, phương hướng của động đất, thời gian xảy ra động đất đúng như địa động nghi đã báo. Về sau, vùng gần Lạc Dương liên tục xảy ra động đất, địa động nghi đều báo chuẩn xác. Nhưng có một số người vẫn còn hoài nghi tính khoa học của nó.
Một ngày của tháng 2 năm 138, quả cầu đồng trong miệng của con rồng ở hướng tây bắc bỗng rơi xuống, nhưng người trong thành Lạc Dương hoàn toàn không cảm thấy có động đất, vì thế, những người có thái độ hoài nghi không ngừng reo rắc tin địa động nghi không chính xác. Đến 4 hôm sau, Cam Túc cử người đến Lạc Dương báo cáo nói có xảy ra một trận động đất mạnh, phương hướng và thời gian xảy ra động đất hoàn toàn giống như địa động nghi đã báo. Lạc Dương và phía tây Cam Túc cách nhau hơn nghìn dặm, địa động nghi đã báo một cách chuẩn xác, tính khoa học và độ chính xác của nó đã được chứng minh.
Phát minh vĩ đại này của Trương Hoành sớm hơn phát minh của nước ngoài hơn một nghìn bảy trăm năm, mở ra một kỷ nguyên mới cho nghiên cứu động đất. Trương Hoành không chỉ là một nhà khoa học vĩ đại của Trung Quốc cổ đại, cũng là nhà khoa học lớn chiếm địa vị quan trọng trong lịch sử khoa học thế giới.
Chú thích:
(1) Thái sử lệnh:
(2) Phương tiện truyền tin và giao thông thời cổ đại không phát triển, quốc gia có ngựa trạm dùng sức người và sức ngựa để truyền tin tức, tin ở xa có thể rất lâu mới tới nơi.
