Modern Sismograflar ve Zhang Heng’in İcadı
Modern sismograflar, son derece hassas ve karmaşık ekipman parçalarıdır. Bu cihazlar, lazer ışığı veya mıknatıslar aracılığıyla en küçük hareketleri kaydederek, algılayamadığımız zamanlarda bile en ufak sarsıntıları tespit edebilirler. Dünya genelinde bir depremin merkez üssünü doğru bir şekilde belirleyebilen binlerce sismograf ve bunlar üzerinde çalışan geniş bir ağ mevcuttur. Bu ağların sağladığı veriler, jeolojik olayları anlamamızı sürekli geliştiriyor, erken uyarı sistemleri tasarlıyor ve en güvenli yapıların nasıl inşa edileceği konusunda bilgi sağlıyor.
Elbette, günümüz teknolojisi oldukça gelişmişken, bu alandaki ilk sismografın tasarımı, günümüz versiyonlarından belirgin bir şekilde farklıdır. Yaklaşık 2.000 yıl önce, insanlar depremin doğasını tam olarak anlamadan önce bu cihazın tasarımı yapılmıştı. Zhang Heng, Han hanedanlığı döneminde Çin’de yaşayan ve birçok alanda yetenekleriyle tanınan bir akademisyendir. Astronomi, matematik, fen bilimleri, mühendislik, haritacılık ve şiir gibi çeşitli alanlarda çalışmalar yapmıştır. Yetişkin yaşamının büyük bir kısmında devlet görevlisi olarak görev almış ve 30’lu yaşlarının ortalarında İmparator An tarafından matematikçi olarak imparatorluk personeline davet edilmiştir. Pi sayısını ve yıldız haritalarını hesaplamada önemli katkılarda bulunmuş, aynı zamanda bir mucit olarak da tanınmıştır. Akan su saatinin doğruluğunu artırmış ve göksel nesnelerin hareketini gösteren ilk suyla çalışan kelepçeli küreyi icat etmiştir.
Ancak Zhang Heng, dünya çapında en büyük ününü ilk sismografı icat etmesiyle kazanmıştır. Bu cihazı MS 132 yılında, ölümünden sadece yedi yıl önce Luoyang’daki imparatorluk mahkemesine tanıtmıştır. Cihazın fiziksel kalıntıları ya da çizimleri günümüze ulaşmamış olsa da, tarihsel anlatımlarda büyük bir bronz enstrüman olarak betimlenmiştir. Bu cihazın dış kısmına monte edilmiş sekiz ejderha, her biri çenesinde bir bronz top bulunduracak şekilde tasarlanmıştır. Bu efsanevi yaratıkların hemen altında ise sekiz tunç kurbağa yer almakta, ağızları düşmeleri durumunda topları yakalamak için açık durmaktadır.
Tarihsel betimlemeler, cihazın iç sistemleri hakkında çok fazla bilgi vermemekle birlikte, iç kısmında bir sarkaç bulunduğu ve deprem dalgalarının bu sarkacı harekete geçirerek çevresindeki mekanizmalardan birini çalıştırdığı düşünülmektedir. Bu mekanizma, ejderhalardan birinin ağzındaki topu düşürmektedir. Her ejderhanın bir yönü işaret etmesi sayesinde, hükümetin nereye destek göndermesi gerektiği kolaylıkla belirlenebilmektedir.
Zhang Heng’in icadı başlangıçta şüpheyle karşılanmış, bazı düşünceleri diğer akademisyenler arasında popüler olmamıştır. En büyük sorun ise, cihazının etkinliğini kanıtlayacak bir veri olmamasıydı. Ancak, yıllar sonra düşmüş olan toplardan biri, Luoyang’ın batısında yüzlerce kilometre uzakta büyük bir depremin meydana geldiğini gösteren bir elçi tarafından haber verilmiştir. Bu, Zhang Heng’in cihazının işe yaradığını kanıtlayan ilk somut örnek olmuştur.
Zhang Heng’in ölümünden sonra geçen yüzyıllarda, birçok Çinli mucit bu cihazı takip eden benzer tasarımlar üretmiştir. Ancak zamanla, bu cihazların hiçbirinin hayatta kalmaması, bilim insanlarının doğru bir kopya üretmesini zorlaştırmıştır. Hatta bazıları bu cihazın gerçekte var olmadığına inanmıştır. Sismografın süslü doğası detaylı bir şekilde açıklanmış olsa da, içerisindeki mekanizmalar tam olarak anlaşılmamıştır. 19. ve 20. yüzyıllarda bu cihazı yeniden üretme çabaları da başarılı olamamıştır. Örneğin, tarihi bir sarkaç sisteminin yüzlerce kilometre uzaktaki bir depremin hassasiyetle algılanmasını nasıl sağladığı belirsizliğini korumuştur.
2005 yılında, Çin Bilim Akademisi’nden bir grup sismolog ve arkeolog, çalışan bir kopya üretmeyi başardıklarını duyurmuşlardır. Bu sürümde, sarkacın kendisi doğrudan bir mekanizmayı aktive etmemekte, bunun yerine ince bir kaide üzerinde bekleyen bir topun hareket etmesini sağlamaktadır. Sarkaç sallandığında top, sekiz kanaldan birine giriyor ve dışarıdaki ejderha ağzını harekete geçiren sistemi aktif ediyordu. Zhang Heng’in modelinin böyle çalışıp çalışmadığı kesin olarak bilinmemekle birlikte, bu sürümün hassas ve yön bilgisi olan bir cihazın üretilebildiğini kanıtladığı söylenebilir.
