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张衡在洛阳发明的地动仪是世界上最早观测和记录地震的仪器。
我国东汉时期的地震频繁，据《后汉书?五行志》记载，自公元92至125年（汉和帝永元四年到汉安帝延光四年）的30多年间，较大的地震就发生了26次，给人民的生命财产造成了极大的损失。为了掌握全国各地的地震动态，张衡在前人积累的地震知识的基础上，经过多年研究，终于在公元132年（阳嘉元年）成功地制造出了地动仪。
据《后汉书?张衡传》记载：“候风地动仪以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文、山、龟、鸟、兽之形。”仪器的内部中央有“都柱”（一个倒立的惯性摆），柱旁有“八道”。仪器外部嵌有八条龙，布列八方，龙头朝下，尾朝上，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部由机械装置连通，每条龙嘴里有一铜球，龙头下，对应有八只蹲着的铜蟾蜍，张嘴向上。每当地面振动时，都柱便因地面的强烈振动而倾斜，触发机关。地动仪中“都柱”的灵敏度极高。
张衡的地动仪是当时世界上遥遥领先的伟大发明，它比西方同类仪器早约1700多年。
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