Vào thời cổ đại, không có những công nghệ tiên tiến và thiên nhiên cũng được cho là khắc nghiệt hơn hiện tại, nhưng đến thời nhà Hán, có một nhân vật đã cố gắng tìm cách dự báo các thiên tai.
Nhân vật này khi ấy đã phát minh ra máy trắc địa (còn gọi là máy đo địa chấn) đầu tiên trong lịch sử. Sự ra đời của thiết bị trắc địa cho phép con người dự đoán trước sự xuất hiện của động đất và phòng tránh tai họa.
Máy trắc địa, như tên gọi của nó, là một công cụ có thể cảm nhận được động đất trên mặt đất và dự đoán trước được trận động đất có khả năng xảy ra trong tương lai. Những thảm họa do trận động đất gây ra là rất lớn, đó là nỗi sợ hãi, là ấn tượng thiên tai mà bất cứ ai gặp phải cũng đều không thể quên.
Do đó, với máy đo địa chấn, chúng ta có thể tránh được những tổn thất nặng nề này. Vậy ai đã phát minh ra dụng cụ trắc địa? Nguyên lý hoạt động của nó là gì?
Người đã phát minh ra dụng cụ trắc địa
Dụng cụ trắc địa ra đời từ thời nhà Hán và được phát minh bởi Trương Hành (78-139 sau Công nguyên), ông là nhà thiên văn học, toán học, nhà sáng chế, nhà địa lý, người vẽ bản đồ, học sĩ, nhà thơ, chính khách và nhà nghiên cứu văn chương nổi tiếng.
Trương Hành, nhà phát minh nổi tiếng của Trung Quốc thời cổ đại
Vào thời Đông Hán, nơi Trương Hành sinh sống (Nam Dương, Lạc Dương), động đất xảy ra tương đối thường xuyên. Theo hồ sơ “Hậu Hán Thư Ngũ Hành Chí”, năm Hán Hòa Đế thứ 4 ( tức năm 92 sau Công nguyên) đến năm cuối trị vì của Hán An Đế ( tức năm 125 sau Công nguyên), đã xảy ra tổng cộng 26 trận động đất lớn.
Khu vực động đất có khi xảy ra ở phạm vi diện tích rộng tới hàng chục quận, gây ra những trận lở đất, sập nhà và lũ lụt kèm theo, khiến tổn thất về người và của vô cùng lớn. Trương Hành có nhiều kinh nghiệm chứng kiến và trải qua động đất.
Với mong muốn nắm bắt và đoán được địa chấn của trận động đất trên khắp đất nước, sau nhiều năm nghiên cứu, cuối cùng ông đã phát minh ra một cỗ máy gọi là “Hậu phong động địa nghi” vào năm Dương Gia thứ nhất, dưới triều trị vì của Hán Thuận Đế (tức năm 132 sau Công nguyên), đây được xem là máy đo địa chấn đầu tiên trên thế giới.
Cách hoạt động cơ bản của máy Hậu phong động địa nghi
Máy có tám hướng, mỗi hướng có một vòi hình rồng gọi là bên trong có một trái cầu nhỏ và một vật như con cóc đang há miệng tương ứng để ở dưới mỗi vòi. Khi đó, thiết bị này được sử dụng khá thành công, đo một trận động đất ở khu vực phía tây, thu hút sự chú ý của quan lại lẫn người dân.
Thời điểm xuất hiện thiết bị này là hơn một ngàn năm trước khi lịch sử các trận động đất được ghi nhận ở các nước phương Tây bằng các công cụ kỹ thuật đầu tiên.
Theo “Hậu Hán Thư Trương Hàn Truyện”, cỗ máy đo địa chấn được làm bằng đồng tương đối tốt, có đường kính lên tới 8 thước, có hình dạng như một chum rượu, có nắp tròn phía trên, bề ngoài của dụng cụ được trang trí bằng các chi tiết hoa văn nhỏ mô phỏng núi, rùa, chim, thú... Bên trong có một chiếc cột ở chính giữa.
Có tám vòi ở bên ngoài và có một thiết bị để kích hoạt cơ chế hoạt động. Tám vòi xung quanh theo hướng đông, đông nam, nam, tây nam, phía tây, tây bắc, bắc và đông bắc. Đối diện với những chiếc vòi là tám “chú cóc đồng” ngồi trên mặt đất và mỗi con đều mở miệng để chuẩn bị thực hiện nhiệm vụ hứng lấy trái cầu có thể từ một trong những chiếc vòi hình rồng rơi xuống.
Khi một trận động đất sắp xảy ra ở một nơi nhất định, sóng xung kích từ một trận động đất làm cho con lắc rung lên và làm kích hoạt các cơ chế bên trong dụng cụ đồng , tác động đó sẽ khiến chiếc vòi theo hướng có động đất sẽ mở ra, thả quả cầu đồng và rơi vào “miệng cóc” phía dưới, phát ra âm thanh lớn. Vì vậy, mọi người có thể biết hướng của trận động đất cũng dự đoán để nhanh chóng sơ tán lánh nạn.
Mô phỏng nguyên lý hoạt động của máy đo địa chấn do Trương Hành phát minh. Ảnh: wikipedia
Việc tạo và sử dụng máy đo địa chấn có liên quan chặt chẽ với nhu cầu của con người. Lý do tại sao dụng cụ trắc địa được sản xuất vào thời nhà Hán cũng là vì có nhiều thiên tại động đất xảy ra ở thời nhà Hán. Con người phải đối mặt với loại thiên tai này nhiều hơn, và đương nhiên sẽ có sự chủ động nghiên cứu hiện tượng này.
Tranh minh họa người xưa sử dụng máy đo địa chấn thời cổ đại
Ngoài cỗ máy này, Trương Hàn còn có một số phát minh khác như Hỗn Thiên Nghi – dụng cụ mô tả thiên văn, vũ trụ. Đưa các đường như kinh tuyến, vĩ tuyến vào việc vẽ bản đồ. Ông mất do lâm bệnh ở Lạc Dương, Trung Quốc, thọ 61 tuổi.
Tham khảo: kknews