Địa động nghi – máy phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới?

Ngay từ năm 132 vào triều đại nhà Hán, nhà phát minh Trương Hành đã sáng chế ra thiết bị phát hiện động đất tên là “Địa động nghi”. Theo như ghi chép trong lịch sử thì độ chính xác của nó không kém gì các công cụ hiện đại ngày nay.

Địa động nghi – máy phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới? (ảnh 1)
Địa động nghi do Trương Hành sáng chế vào triều đại nhà Hán. (Ảnh: Kknews)

Thiết bị này mang hình dáng của một chiếc bình cao trên 2 mét, xung quanh công cụ được đính lên 8 cái đầu rồng nhìn theo các hướng của la bàn, bên dưới là 8 con cóc đang há miệng chờ sẵn.

Nếu con rồng nhả quả cầu kim loại đang ngậm trên miệng vào bụng con cóc nào, hướng đó sẽ có động đất. Trương Hành gọi đó là “địa động nghi”, nghĩa là “công cụ theo dõi gió và chuyển động của trái đất”.

Sự ra đời của thiết bị này xuất phát từ niềm tin của ông, khi ông cho rằng động đất xảy ra có liên quan đến chuyển động của không khí, đặc biệt là khi những cơn gió bão gặp phải các chướng ngại trên đường đi của chúng, chẳng hạn như một ngọn núi.

Trong “Hậu hán thư” có ghi chép lại, vào năm đó, đầu con rồng đột nhiên nhả ra một quả cầu kim loại vào miệng của một con cóc bằng đồng đang chờ sẵn bên dưới. Điều này khiến các triều thần của hoàng đế nhà Hán kinh ngạc, bởi nó dường như là lời cảnh báo cho một trận động đất sắp xảy ra ở đâu đó trên lãnh thổ Trung Quốc.

Tại kinh đô Lạc Dương, không một chấn động nào được ghi nhận. Thế nhưng chỉ vài ngày sau đó, một người cưỡi ngựa phi nước đại đến và mang theo một tin tức quan trọng, một trận động đất vừa tàn phá Lũng Tây, địa phương nằm cách thủ phủ 700 cây số. “Đó là lúc tất cả mọi người đều phải thừa nhận sức mạnh tiềm ẩn của dụng cụ này”.

Từ đó, các quan lại làm việc tại Văn phòng Thiên văn học và Lịch của quốc gia được yêu cầu phải chú ý đến mọi động tĩnh của thiết bị phát hiện động đất Địa động nghi.

Video: Bí ẩn xuyên thế kỷ: Bản thảo Voynich

Động đất phản ánh tình thế chính trị trong triều đình

Lý do để Trương Hành quyết định chế tạo thiết bị dự báo động đất là vì vào lúc bấy giờ, người ta tin rằng động đất chỉ xảy ra khi có một vị quan nào đó trong triều thực hiện hành vi sai trái. “Trời cao rạn nứt và Trái đất rung chuyển”, đó là một trong nhiều câu được người Trung Quốc nhắc đến khi nói về chính trị và cuộc sống hàng ngày.

Sau khi một trận động đất xảy ra và làm rung chuyển thủ phủ, Trương Hành đã báo cáo lên hoàng đế và mô tả thảm họa đó như một lời quở trách của thần thánh đối với sự thất bại đối với chính sách mới, trong việc tuyển mộ người có tài và đức cho các bộ phận của triều đình.

Nếu những chuyển động diễn ra trong lòng đất là điềm báo cho những vụ tham nhũng, một công cụ để phát hiện các trận động đất sẽ giúp đỡ rất nhiều cho các hoàng đế anh minh. Tuy nhiên, những kẻ hoạn quan trong triều lại không cảm thấy như vậy.

Có một lần, vị hoàng đế trẻ tuổi được cho là đã cho triệu Trương Hành và các hoạn quan vào phòng, yêu cầu ông nêu tên những kẻ đạo đức giả có mặt ở đó. Những vị này lườm Trương Hành với ý hăm dọa đến mức ông phải nói tốt về họ.

Tuy nhiên sau này, do nhiều lần vạch mặt sự bất tài vô dụng của các hoạn quan, họ đâm ra ghét và chỉ trích Trương Hành, khiến cho sự nghiệp của ông trong triều trở nên thất bại.

Trương Hành – Nhà phát minh nổi tiếng thời nhà Hán

Địa động nghi – máy phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới? (ảnh 2)
Trương Hành. (Ảnh: Twitter)

Trương Hành (78 – 139 sau Công nguyên) là một nhà thiên văn học, toán học, nhà địa lý học và nhà phát minh sống trong thời nhà Hán. Nhờ vào tài năng và quá trình siêng năng học hỏi, nghiên cứu, ông đã trở thành một nhà thiên văn học nổi tiếng nhất Trung Quốc thời bấy giờ. Năm 116, lúc đó Trương Hành 38 tuổi, ông được làm Thái sử lệnh phụ trách mảng quan sát thiên văn học trong triều đình.

Trương Hành nổi tiếng vì đã sáng chế ra “Hỗn Thiên Nghi” chạy bằng sức nước đầu tiên trên thế giới (một mô hình hoạt động nhằm mô tả sự chuyển động của các thiên thể trong vũ trụ). Ông cũng đạt được nhiều thành tựu trong việc cải tiến đồng hồ nước, ghi chép 2.500 ngôi sao trong một danh mục sao chi tiết.

Tuy nhiên, sáng chế nổi bật nhất của ông là thiết bị phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới được gọi là “Địa động nghi”, tức là “Công cụ theo dõi gió và chuyển động của Trái đất”.

Nỗ lực phục dựng Địa động nghi

Cho đến nay, địa chấn kế do Trương Hành sáng chế vẫn còn là một bí ẩn lớn, một phần vì sự biến mất không dấu vết, và một phần vì các nhà địa chấn học hiện vẫn chưa đồng ý với cơ chế hoạt động bên trong thiết bị này.

“Hậu Hán thư” có một đoạn nói về địa động nghi nhưng miêu tả rất hạn chế về những gì có bên trong: “Một hình trụ nằm ở trung tâm có khả năng chuyển động ngang theo 8 hướng để đóng hoặc mở miệng của con rồng”.

Theo nhà sử học Christopher Cullen, một nhà nghiên cứu về Trung Quốc cổ đại, “Những mô tả về thiết bị cung cấp cho chúng ta đủ chi tiết để đưa đến nhiều nỗ lực phục dựng, nhưng vẫn không đủ rõ ràng để thực hiện một cách chính xác nhất”.

Theo ông, hình trụ nằm ở trung tâm được mô tả trong sách sử Trung Quốc chắc chắn phải là một con lắc cực kỳ nhạy cảm. Tuy nhiên, chưa đủ bằng chứng để biết làm thế nào cơ chế này có thể giữ ma sát cơ học đủ thấp để phát hiện ra chuyển động cực nhẹ của mặt đất, hơn cả cảm nhận của con người.

Địa động nghi – máy phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới? (ảnh 3)
Giải thích nguyên lý hoạt động của Địa động nghi. (Ảnh: Nzz)

Mặc dù còn tồn tại nhiều nghi vấn, tuy nhiên, điều đó cũng không thể ngăn cản các chuyên gia đến từ Trung Quốc, Nhật Bản và một số quốc gia khác trong nỗ lực tái tạo địa động nghi.

Wang Zhenduo – người phụ trách bảo tàng quốc gia Trung Quốc, đã phục dựng địa động ghi 2 lần: một cái được hoàn thành vào năm 1936 với con lắc được lắp bên trong, cái còn lại được làm vào năm 1950 và được trang bị một con lắc ngược. Đáng tiếc, không một mô hình nào có thể phản ứng trước những trận động đất thật, trong đó bao gồm trận động đất ở Đường Sơn năm 1976 làm chết hàng trăm ngàn người.

Trận động đất này cũng đã gây chấn động Bắc Kinh, nơi lưu trữ mô hình phục dựng Địa động nghi thứ 2 của Wang. Trong khoảng một thập kỷ trước, nhóm các nhà khoa học đến từ Học viện Khoa học Trung Quốc đứng đầu bởi nhà địa vật lý đã về hưu Feng Rui, đã phát triển và thử nghiệm một mô hình địa chấn kế hoạt động dựa vào chuyển động của con lắc.

Địa động nghi – máy phát hiện động đất đầu tiên trên thế giới? (ảnh 4)
Mô hình phục dựng Địa động nghi. (Ảnh: Gagadget)

Hiện sản phẩm này đang được bảo quản tại Bảo tàng Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh, tuy nhiên, nó vẫn chưa phát hiện ra một trận động đất nào, ngay cả khi năm 2008 từng xảy ra một trận động đất gây chao đảo Tứ Xuyên.

Tại Bảo tàng lịch sử Tự nhiên London (Anh) cũng có một mô hình Địa động nghi khác, đây là sản phẩm được phục dựng dựa trên thiết kế của Wang, và cũng là cái được BBC dùng để thực hiện một chương trình phát sóng vào những năm 1970. Hiện tại, mô hình này vẫn chưa có cơ hội “thử sức” do sự ổn định địa chấn ở Anh. Tuy nhiên, sự phổ biến của nó cho thấy phát minh của Trương Hành không chỉ mê hoặc giới khoa học Trung Quốc, mà còn cả một nền khoa học thế giới.

Chân Chân (t/h)

Xem thêm:

x