张衡和地动仪

地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似酒樽。表面作金黄色，上部铸有八条金龙，分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央，立一根铜柱，上粗下细。铜柱周围有八根横杆，称为“八道”，各与一龙头相连。铜柱是震摆装置，八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜柱就倒向发生地震的方向，推动同一方向的横杆和龙头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。
一颗珠子放在平台上，如果将哪方稍微往下一按，珠于就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛，将它放在一张不平的桌子上，它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。
但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。

地震的震波分为横波和纵波，张衡的地动仪检测的是纵波，纵波的传播速度比横波快，他表现为地面的积压和拉伸，也就是大地的晃动，横波呢就是地面上下波动。

纵波的传播方向是由振源向外辐射状的，大地的晃动方向也是在指向震源的直线上，由于惯性原因张衡地动仪中间的柱子倒的方向也是在那个方向上，至于为什么要往向着震源方向倒而不是反方向，我推测是纵波的传播因该有波前相位总是积压状态的特点。

另外楼上说的什么“悬垂摆原理”，我持保留意见，我不知道什么是“悬垂摆原理”，不过看解释应该是复摆。不管是什么摆，它动起来就会将两个方向的珠子都碰掉，显然在古代通过判断两颗珠子掉落的先后顺序来确定地震传来的方向难度有些大或者装置会过于复杂。

张衡在地震学领域也很有建树，他的代表作就是震古烁今的候风地动仪的发明。候风地动仪，又称地动仪，制成于阳嘉元年（公元132年），是世界上第一台观测和报告地震的仪器。根据《后汉书》中的记载，地动仪是用精铜铸成，像一个卵形的酒樽，直径有8尺。仪体外铸有“山龟鸟兽”，象征地上的山峦和天上的青龙、白虎、朱雀、玄武等二十八宿。体外八方刻有八卦篆文，表示八方之气。体外附有八条龙，龙首各朝八方，