中國幅員遼闊，國土範圍分布多條地震帶，在數千年歷史中遭受多次地震。史料中記載有破壞性的地震約3000次，其中八級以上地震約20次。明代後，隨著地方誌編撰愈加完善，更多地震史料得以被記錄。如乾隆五年（1740）修《枝江縣誌》載，該縣從至元十一年（1274）至乾隆二年（1737）共發生12次地震。對比分析可知，北宋、明中後期至清前期是中國地震活躍時期，強震給社會帶來很大損失。如明嘉靖三十四年（1556）十二月十二日發生的關中大地震，波及七省近200縣，其中山西、陝西、河南災情最為嚴重。此次地震發生在淩晨，不少人在睡夢中來不及逃出，傷亡數字因此增加。明代筆記《湧幢小品》中有具體的記載：「或地裂泉湧、中有魚物，或城郭房屋陷入地中，或平地突成山阜，或一日連震數次，或累日震不止。河渭泛漲，華嶽終南山鳴河壅數日，壓死官吏軍民奏報有名八十三萬有奇。」（註1）
地震預防：從天象觀測到建築抗震
古代中國對地震的成因已有部分認識，如周代便誕生陰陽不調引發地震的理論，認為「陽伏而不能出，陰迫而不能烝，於是有地震」（註2）。戰國時期思想家莊子則指出海水週期性的「流波相薄」導致地震。隨著時間發展，人們對地震形成的看法也產生唯心主義論調，如強調地震肇因於天人感應失調、君王德行有虧等情況，這一系列觀點在漢代董仲舒闡釋「天人感應」等學說後更進一步發展。地震發生的理論層面眾說紛紜，陰陽協調、海水湧動以及君王德政距離平民百姓過於遙遠。到了防震實踐領域，古人如何預測地震呢？
地震前有時會出現種種平日不常見的現象，能藉以預測地震。古人觀察、總結地震前兆，並警惕餘震及其他次生災害，以避免不少地震傷害，挽救了萬千生命。
地震前，地面與天空可能出現異常，如地聲或奇特光芒的出現等等。唐開元二十二年（734）八月，甘肅「秦州百姓聞州西北地下殷殷有聲，俄而地震，廨宇及居人廬舍悉崩毀，地裂而復合，經時不定」（註3），是人們在地震前聽到地下聲音的記載。明正德四年（1509）五月「己亥夜，武昌見碧光如電，已而地震」（註4），則是地震前奇特光芒的紀錄。
星象變換亦能成為地震的指示，如五大行星的運行以及流星、彗星等出現即可能為先兆。戰國《晏子春秋》中提及「維星絕，樞星散，地其動」（註5）。若把北斗七星看作一個勺子，「維」即指北斗七星勺柄後三顆，而「樞」則是北斗七星之首，故維星消失，樞星消散，昭示大地震動，將北斗七星的變化作為地震的預兆。有時預示地震的異常星象還與其他災害連繫在一起，《大唐開元占經》有云「土星入昴中，地動、水溢、宗廟壞」，「昴」為二十八星宿之一，土星入昴帶來地震、水災，引發王朝秩序崩壞，是非常恐怖的徵兆。
動物的異常行為也會成為地震前兆，《大唐開元占經》中也有老鼠在地震前異動的記載，「鼠聚朝廷市衢中而鳴，地方屠裂」（註6）。家禽家畜等在地震來臨前也有不少異常舉動，《虞鄉縣誌》記載「牛馬仰首，雞犬聲亂，即震驗也」（註7）。
中國古代建築的主體多為木結構，往往具備良好的抗震特性，村鎮民居常用的土坯砌牆和草拌泥也可以顯著提升建築抗震能力。地震頻仍的地區需對建築做特殊處理，如臺灣淡水便修築竹木城牆以提高防震性能。地震來臨後，一些災民會搭建輕便的臨時住所。例如河北磁縣自道光十年（1830）四月二十三日開始時常遭遇地震，人們暫時修搭蓆棚容身，同年五月七日突遇大震，在蓆棚中的災民便未遭到嚴重傷害。儘管古代不具備預測地震的儀器，但古人長期重視對地震前兆的總結歸納，並進行一系列的規避措施，也由此有效減少地震帶來的損失。
地震監測：地動儀的誕生
地震的監測同樣非常重要，地震來臨時評估地震狀況，判定震央位置，利於展開震後救災工作，因此受到封建統治者的關注。
東漢科學家張衡於陽嘉元年（132）七月製作出地動儀，擺設在當時首都洛陽的靈臺之上。靈臺是古代陳設勘測儀器的場所，帶有鮮明的禮制涵義。這臺地動儀具驗震功能，即能報告地震的發生與方位。
《後漢書．張衡列傳》記載該儀器「以精銅鑄成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文山龜鳥獸之形」，可見其外形巨大，形狀似盛酒器皿，表面有文字和裝飾。儀器內部構造精妙，史料載：「中有都柱，傍行八道，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。其牙機巧制，皆隱在尊中，覆蓋周密無際。如有地動，尊則振龍機發吐丸，而蟾蜍銜之。振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方面，乃知震之所在。」可見其核心結構為一都柱，地震來臨時引發機關，銅丸落入蟾蜍口中。地動儀問世後即展現其神妙之處，「驗之以事，合契若神。自書典所記，未之有也。嘗一龍機發而地不覺動，京師學者咸怪其無徵，後數日驛至，果地震隴西，於是皆服其妙。」（註8）
遺憾的是，張衡所作儀器早已失傳，後世僅能通過史料典籍中的描述想像復原。為此，中外專家提出了多種模型，但大多數復原出的儀器易受到各種因素干擾，並沒有實際驗震功能。其中，直立杆模型與懸垂擺模型有一定驗震功能。直立杆模型在儀器內部正中豎立一杆，地震來臨時，杆子朝特定方向倒下，砸中相應的機關並觸發龍嘴吐出銅丸。懸垂擺模型對於地震的回饋更精確，該模型將巨大的柱體擺懸於儀器內部正中，地震時地動儀外殼震動，但懸垂擺因懸掛柱體的慣性維持相對靜止，這樣一來，儀器外殼與懸垂擺之間發生相對位移，觸發擺與地動儀間的小球，使龍吐銅丸。中國地震臺網中心研究人員利用地震資料，通過電腦技術復原漢代隴西地震時地動儀所在洛陽的地面震動，結果懸垂擺模型儀器對地震反應良好。研究人員將繼續改進儀器內部構造，對於儀器外部的樣貌，也會徵求公眾意見改善。中國科學技術館內展示了中國科學家復原的懸垂擺理論的地動儀模型，模型外觀遵循史料記載，穹頂上有立獸，四周飾有青龍、白虎、朱雀、玄武四神浮雕。儀器中部為直筒狀，四周凸起八隻龍頭，龍口含有銅丸。儀器底部是八隻蟾蜍，它們向上開口承接上部龍口的銅丸。
地震應對：君王災後政策
地震發生後，除卻倖存災民組織的自救，政府強而有力的賑濟是恢復民生的關鍵。封建統治者的震後應對，一部分來自對子民的關切，另一方面則受到「天人感應」理論的影響。這套理論連繫君王為政情況與自然現象，君王失德則會引發地震在內的災異。因而地震的發生，不僅給王朝帶來經濟上的損失，同時也象徵王朝掌舵人─皇帝在道德和為政層面的不足。震後皇帝致祭山川、頒布罪己詔乃是常有之事。東漢地震頻仍，漢順帝急於尋求解決之策，促成張衡設計製作地動儀，但此儀器並不能預測地震，所以不久後的永和元年（136）臘月三十日，首都洛陽在辭舊迎新的喜慶節點發生地震。漢順帝發布罪己詔後，便氣急敗壞地謫貶張衡。上文中唐開元二十二年八月秦州地震，唐太宗亦有遣人祭祀山川。南宋紹興六年（1136）六月浙江杭州地震，史料記載「有聲如雷」，宋高宗下罪己詔。明成化二十一年（1485）春，山東泰安地震，本欲廢太子的明憲宗為之震驚，不僅遣官前去祭祀，還擱置了廢太子計畫，或多或少幫助未來的明孝宗保住太子地位，間接影響明朝歷史進程。
震後朝廷快速有效的賑災對災民則更具實際意義。清康熙十八年（1679）七月二十八日巳時，京師地震，康熙帝得知後馬上安排善後事宜：「地震傾倒房屋無力修葺者，旗下人房屋，每間給銀四兩，民間房屋，每間給銀二兩，壓倒人口不能棺殮者，每名給銀二兩，得旨，所議尚少著發內帑銀十萬兩，酌量給發」（註9），也可見災禍中旗人仍享受經濟上的優待。同時，康熙帝也不忘反思「朕御極以來，孜孜求治，期於上合天心，下安黎庶，夙夜兢惕，不敢怠荒。乃於本月二十八日已時，地忽大震，變出非常。皆因朕躬不德，政治未協，大小臣工，弗能恪共職業，以致陰陽不和，災異示警，深思愆咎，悚息靡寧。茲當力圖修省，以迓天庥。」
清道光二十二年（1842）五月初三日卯時，新疆巴里坤發生地震，道光帝得知後命令賑災，地震中喪生者給予安葬費用、無家可歸者給予房費、受傷者給予藥費。皇帝調遣兵丁修築坍塌建築，並鼓勵官員捐銀。為令賑災計畫更完善，填補救災官員空缺，清廷派遣一批被免職官員入災區服務，並提拔獎勵賑災表現出色的官員。上述舉措可以看出清廷注重將官方救助與社會救濟統一整合調配，有效減少了震區的人員傷亡與後續損失，維持了當地的穩定。清廷還在部分災區實行以工代賑的政策，支持災區重建，尤其重視水利等基礎設施的建設，並為災民提供耕牛等生產資材。災區地方村社、宗族也會形成相應的互助組織，期冀共度難關。
儘管震後官方積極應對成為歷史主流，但統治者仍可能隱瞞特殊時間、特殊位置的地震。康熙七年（1668）六月十七日，山東郯城發生8.5級大地震。《郯城縣誌》記載：「城樓垛口官舍民房並村落寺觀倒塌數十萬間，打死男婦子女八千七百有奇，人立地上如履圓石，輾轉搖晃不能立」（註10），可見這場地震巨大的破壞力，其造成的人員傷亡與財產損失不亞於上文康熙十八年的京師地震。但清廷對康熙七年六月山東地震卻諱莫如深，也許由於這次地震發生在康熙帝親政的次年，且震央郯城接近極其重要的象徵性地標─泰山。清廷在綜合考慮下決定冷處理，故清代官書中對這次震情的記述寥寥無幾。但政府仍高度重視賑災，不僅撥銀救濟災民，保障供應災區基本生活物資，同時按照震區受損情況減免賦稅錢糧。受災嚴重地區減免比例大、持續時間久，這一政策使更多災民受益。
古代中國多次遭受地震危害，古人雖不能完全認識地震產生的原理，但通過觀察記錄總結出一系列地震前兆，並設計儀器表徵地震，展現科學的思維與智慧。封建統治階級在漫長與地震等一系列自然災害共處的歷史環境下，逐漸形成相對成熟完善的應對措施，一定程度減輕了地震帶來的災害。
註釋：
註1 明 朱國楨《湧幢小品．卷二十七》，明天啟二年刻本，頁1999。
註2 漢 司馬遷《史記．卷四》，清乾隆文淵閣四庫全書鈔內府刊本，頁413。
註3 宋 王溥《唐會要．卷四十二》，清乾隆武英殿聚珍版，頁2005。
註4 清 嵇璜《續通志．卷一百七十二災祥略二》，清光緒八年浙江書局刻本，頁8172。
註5 春秋 晏嬰《晏子春秋》，哈爾濱：北方文藝出版社，2018，頁167。
註6 唐 瞿曇悉達《大唐開元占經．卷四十一填星占四》，清鈔本，頁865、2148。
註7 《虞鄉縣誌．卷十一》，清光緒十二年刻本，頁696。
註8 南朝宋 范曄《後漢書．卷八十九．張衡傳》，清乾隆四年武英殿校刻本，頁3474。
註9 《清實錄》第四冊，聖祖仁皇帝實錄（一），北京：中華書局，1986，頁1052、1050。
註10 《郯城縣誌．卷三》清乾隆二十八年刊本，頁92。
地震觀測近代篇：臺灣地震儀
整理｜林玥彤
圖｜國立科學工藝博物館
中國自古就有天象、星象、動物行為和地動儀來觀察地震，臺灣的國立自然科學博物館常設展出後人模擬張衡的地動儀模型，揭示中國古代科學的思路。那麼臺灣過去又是如何觀測地震的呢？在科學方法引入以前，人們僅能倚靠體感記錄地震，無法確知地震大小、位置等資訊。直到日治時期1897年，臺灣首部地震儀「格雷－米爾恩型地震儀」出現，由重錘擔任不搖晃的參考點，讓記錄設備隨地震畫出與重錘的相對位置，留下地震波形，並以彈簧懸吊或支撐重錘，確保其不受搖晃地面干擾，科學觀測地震的時代也自此展開。國立科學工藝博物館現正展出1930年代至今的11部地震儀，見證百年間臺灣的地震觀測發展。
服役時間最久：大森式水平地震儀（1900－1988）
出自日本地震學先驅大森房吉，二戰期間為臺灣和世界各地地震觀測網的主要儀器。戰後，臺灣境內僅剩臺北和阿里山繼續使用。採用長週期水平擺，適合觀測遠地地震。缺點為無法記錄垂直向訊號，且放大倍率較小，只能記錄有感地震，易遺漏輕震。
日治時期主力：威赫式地震儀（1928－1988）
出自史上首位地球物理學教授埃米爾．威赫（Emil Wiechert），當年為了推動全球地震測站網，國際地震協會設立獎項，鼓勵科學家和儀器公司研製「最便宜的地震儀」，威赫便設計出小型、成本便宜的威赫式地震儀。有垂直向及水平向，適合觀測近地地震，對遠地地震初期微動觀測亦良好，為日治時期的觀測主力。
首部加速度儀：石本式加速度地震儀（1954－）
為1954年增設的新型地震儀，數量有限，僅侷限在少數測候所。加速度地震儀用於測量地震的加速規，有三個方向的擺錘，結合起來能測量三維空間的震動。「石本式加速度地震儀」直接記錄地動加速度值，可以快速算出震度，解析尺度大，能完整紀錄大規模地震資訊，為臺灣首部加速度地震儀。
地震來了怎知道─地震儀特展
展期｜2024.3.7－8.31
地點｜高雄國立科學工藝博物館
