编者按：2026年4月25日，清华大学美术学院教授王培波先生去世10 周年。中国工艺美术学会在这个特别的日子，将国家地震局张衡地动仪复原项目的负责人冯锐先生与武玉霞女士共同撰写的纪念王培波教授的文章：《岁月如歌、培波如诗》推出，谨此纪念王培波教授在“张衡地动仪造型复原”中所做的重要贡献。

遇到到王培波先生之前，我们一直在犯愁，长长的一段时间，苦不堪言。

国家地震局和国家文物局组织了张衡地动仪的科学复原，这个大项目很早就通过了国家验收：符合史料、结构合理、原理正确，但就是留下个艺术造型的尾巴，问题多多，不能定型……。究竟是艺术家不理解呢，还是科学家没弄懂？总之，艺术造型别别扭扭、不明不白的。尝试过了4班人马搞造型设计，千回百折的已经足足拖了2 年有余。我们和艺术家之间究竟出了什么问题？这分明是两个世界在对话嘛，古言：对牛弹琴。当然啦，谁更像牛？谁也说不清。

2012年6月在佧佧的画展上图片提供：冯锐

地动仪，是人类历史上发明的第一台地震仪器，1800年前失传，但史书文献留下了254个字的记载，被世界广泛宣传和介绍，学术地位很高。祖先的伟大发明如果仅仅被我们研究成这个地步而停止，于国内国外都是交代不了的。

2007年迎春花开的时节，跟王培波老师在建国门外的一处茶室见了面。我们把憋了满肚子的苦衷先倒了出来：这是个科学和艺术相结合的题目，是复原的汉代地震仪器，不是自由创作的青铜器。但它又是个青铜艺术品，既有中国古典文化的魅力，又能透出科学发明的力量。王的倾听、内秀和专注的眼神让我们喜欢，他的深思、凝神和明快潜伏着信心和力量。我们有了共识：自由创作并不必然地具有感染力，必须融入科学的内含才有知识的巨大力量，那将是对自然规律的生动揭示，传统文化的深刻弘扬。

我们首先提出了科学的要求：地动仪要能够测地震，而且是测到600公里外陇西地震的微弱信号，那么1.98米直径的樽体，至少要有2米抑或2.2米高的悬挂点，吊起重约400公斤的重锤。顶盖的弯曲度与厚度能支撑这个数量级的大负荷，还要克服青铜材料的金属疲劳和薄壳的缓慢变形。内部的悬挂重锤和杠杆要在周期0.05秒和加速度1-5伽的地震波作用下正常运行。龙嘴里的铜丸能方便地置入和取出，既不能乱掉又能够轻松地吐出来……。请王培波老师在我们勾画出来的结构图的范围之内，大搞“艺术”吧！不过，任何超界将会带来结构稳定性的丧失。

王老师也展示了他的艺术作品：请你们来看看这些绵里藏针、柔中寓刚的雕塑吧！弯曲的扇形是多么的有张力，再看那个突起的造型已经划破了苍天长空，左侧的局部造型就像黑夜里的闪电一般刺透了万物而让人有一种永不忘怀的眷恋……。好看吗？真实感强烈吗？你们感觉到了力量的稳固和意志的坚强吗？体会到了一种激情的迸发和爆炸吗？……王培波是那样轻声细语地娓娓道来，诚心诚意地期待着我们的回响，渴望我们能与他一起倘佯在艺术的海洋里。

2008年1月国家地震中心地动仪项目组科学家们针对地动仪初稿开会讨论 图片提供：吴桐

我们双方都在认真地、似懂非懂地理解着对方，若有所思地倾听着对方的那些稀奇古怪的、外星人般的词汇，满脸都糊上了踌躇而茫然的面膜：真个字字抽象、句句深奥，都非常关键！

就这样，我们投入到彼此的磨合过程，闯进了对方的世界。很快，我们就能一起欣赏列宾《伏尔加河船夫》的油画，讨论莫奈印象派艺术的表达方式，还有毕加索的小雕塑；开始探讨鸟巢运动场的框架结构和力学特点，用钥匙链的运动来理解惯性，搞清楚张衡地动仪的原理和关键点，明确了为什么悬挂点必须很高。后来，索性理解起殷商周朝的青铜艺术花纹，具体分析“马踏飞燕”的稳定性、长信灯的烟道轨迹、凤鸟铜灯的强度、汉代熏炉的结构等等。有一天，王培波发现了汉代“金银错铜车图案”，他兴奋得像个小孩子一般不停地给我们介绍。正是吸取了这个图案的风格和云气纹走势，以后他用到地动仪四神的浮雕里了。原定的进程被大大推迟，我们全然忘记了自己的工作任务，如此珍贵的学习机会到哪里去找、何时能寻啊。

清华大学的办公室已经容纳不下我们的喧嚣了，索性跑到培波的工作室里尽兴尽至地讨论。不仅可以看到他的活蹦乱跳的儿子佧佧在作画，还能喝到他的美丽夫人吴桐泡好的清茶和欣赏到夫人的艺术画作，尽享一个全新领域、异域学科的魅力和乐趣……。我们的共同语言越来越多，都在拼命地吸纳对方的思想和灵感，不必再借助“科学-艺术字典”的翻译也能大体听懂对方的意思！培波会阅读“地震知识”和一大堆的历史材料，我们会翻阅“油画入门”等等。什么是科学和艺术的结合，好像刚刚体会到。

也许科学家本就应该具有起码的艺术素质，可能艺术家也需要明白科学的基本原理。那么，他们在自己的工作领域里就一定能够享受和运用更多的自由，获得更高一层的视野，难道不是吗。

《张衡地动仪》青铜2012年高300cm 中国科技馆图片提供：吴桐

不久，有了进展。看到培波把地动仪的顶盖设计成半圆球，这在出土的汉代圆锥状酒樽里是没有的。问他为什么？他显然早就深思过。史书里讲“形似酒樽，其盖穹隆”，“形似”不等于“就是”，“穹隆”当然是“半球”！他是这样回答的。而且胸有成竹地解释：一来符合古代“天圆地方”的理念；二来提高了地动仪的悬挂点的高度；三者，富有弹性，释放出力量，体现着能量！最后，结构的整体造型只有“圆形和方形”两种最简单的基本元素，古朴而大方。这是多么好的理解啊，满足了历史、科学、艺术三者的要求。

对于悬挂重锤的凤鸟设计，他大胆地把我们原来考虑的一只改为三只凤鸟，而且面朝外呈放射状、外倾。他细致地研究了汉代樽体的6个基本元素，顶盖上都会有三只凤钮。于是，把三只凤钮移动到中心，再改成硕大的风鸟是符合传统的，风鸟上身的外倾造型维系了古代樽体、圆壶一类器物在顶端的轮廓线呈侈口型的特点。后来，我们兴奋地拿给他四川三星堆出土的商朝青铜凤鸟——太阳神，尾羽确实可以直立状高高竖起！培波则用汉代凤鸟造型取代之后，终于解决了悬挂点必须有较高坐标的科学要求，实在太完满了。

2008年4月王培波的张衡地动仪初稿四神-青龙的设计图片提供：吴桐

所有的科学仪器都有、也必须有便于“开箱重置内部结构”的措施。

这个问题长期困扰着我们，实在想不出办法，因为悬挂结构已经不允许顶盖再随意打开，汉代长信灯有推拉门，但不适合地动仪。迄今国内外的所有地动仪复原模型都没有解决，抑或有意回避。而我们不行！下一步将要真枪实刀地铸造青铜地动仪，实际测震，而且会频繁地当众表演这个重置过程。

在提供给培波的参考材料中，河南博物院有一件出土文物：三条汉龙立交、镂空状盘绕在一起，煞是精彩。汉代熏炉也是青铜镂空设计，很美。在我们鼓励下，培波便设计了一个樽体镂空的地动仪，于是内部结构的重置和调节就可以非常方便地完成——只需双手穿过镂空部位就能直接触及内部！这种奇思妙想让我们洞门大开，他也喜不自禁。整个设计就像天女钩花一般的精细，绝伦的倾国佳作，我们几乎想要限制培波了，不许他再改动一丝一毫，只等判官拍板。

“绝不同意！我搞了一辈子的考古和历史，如果放行这种造型，那就是我没有保住晚节。”国家博物馆的一位权威人士讲得很严重，随后的支持推倒重来之意见充满会场，那是我们课题组召集的专家讨论会。文物考古研究所的所长当面批评我们：“显然，你们缺乏历史学的修养，还得好好读书学习。”给了我们一大本参考文献。培波非常有涵养，继续他的谦虚倾听和轻声细语。请大家吃完饭、送走专家后，他那种风轻云淡的微笑始终没有消失。

我们只好重新读书，再做努力。没想到，在科学和艺术的背后，还站一位天神——“历史”，它一直在睁大眼睛地守护着关口。就这样，又投入了八九个月的辛苦劳动，直到2008年。

又是一次专家讨论会，在清华大学，也是迎春花开的时节。室内一片寂静，大家围绕着培波修改又修改后的模型细细观看，淡淡绿色的雕塑，浪花流水陪伴着蟾蜍，云纹翻腾中飞出苍龙，四神拱托着太阳，把所有的观众都带回到汉朝，一个中华民族辉煌于世界的年代，一个能把地震踩在脚下的伟大发明。专家们来自各方面，文物、历史、冶金、地震、机械以及艺术，左看右看，从上到下，摒住呼吸十几分钟……。

终于，一位资深的古代艺术专家说出了第一句话：

“可以用鲁迅对汉代青铜器的一句话来评价这个模型：汉代艺术，深沉雄大！”

随后是满堂的掌声，地动仪复原模型的艺术造型就这样通过了，定型了。

2011年王培波设计的张衡地动仪定稿的内部结构图片提供：吴桐

过关，其实远没有那么简单。模型所有部件的尺寸、强度和质量分布，以及真实的测震工作还都没有达到科学技术的要求。因此，对艺术造型还要在细节上做更加严格的计算，极其精准的调整。

三只凤鸟存在结构力学的问题，和鸟巢体育场的框架结构十分相似。三只飞翔的凤鸟造型并没有那么自由，还必须把它们连接在一起，要分为4层共10个交接点焊合。培波很聪明，他采取了翘尾羽、展翅膀、舒羽毛、站托盘的艺术形式，以中国人不显山不露水的绝妙方式组成了完整的框架结构，所以它的力学强度非常大。技术上本来只要求能悬挂400公斤载荷，而实测的强度居然达到了破纪录的1500公斤，稳定性极好。此外，悬挂着巨大载荷的框架居然是三只轻盈飞翔的楚楚依人的鸟儿，大大地降低了沉重和压抑的感觉，同中国传统的“马踏飞燕”有着异曲同工的效果。这种柔中寓刚的特点和培波的含蓄、内秀、执着、坚定的性格非常相似，分明是他本人的写照，与鸟巢体育场那种露出骨头露肚子的外国风格形成了强烈的反差。这个非常典型的中国化设计——“培波凤鸟”，会在建筑学、结构力学、美学领域具有重要的学术价值，可以作为一种经典代表收入课本，长期予以研究和推广。

“开箱重置”是采取加大蟾蜍高度、从底边进入的办法解决的，按照张衡“大地载水而浮”的观点，培波设计了滚滚流水伴随蟾蜍，巨浪拍岸卷起千堆雪的办法，一举抬高底边50厘米，人便可钻进内部了。龙首和蟾蜍的位置也是根据铜球的轨道算出来的，掉落时间为0.45秒，决定了蟾蜍的嘴巴应该张开15 – 20厘米。观众们只看到了龙舌头会运动的表面现象，其实它内含着动量传递的大小、杠杆放大比例、铜丸容差量10厘米的技术指标，故而龙舌头的曲率半径、长度、横截面的形状都不是随意设计的，自然少不了培波一番耐心、精细的调整。于是，当地面强震动时7个铜丸都不会被触发，只有其中的一个才能出现正确的反应，而且铜丸还能够准确落入蟾蜍口中，咚咚作响。远在一千多年前的史书记载的“一龙机发，七首不动。蟾蜍张口受丸，丸声振扬，司者因此觉知”现象，便能够在今天重现出来了。

2009年6月山西宇达铸造地动仪现场图片提供：吴桐

2012年，2吨多重的原大尺寸的青铜铸造模型制作出来，还要再一次送到地震学国家专业实验室做严格的测试。先置放在振动台上，由计算机系统控制振动台，输入了14次真实地震的运动，测试了模型的2200余次的工作反应，完全优秀。地动仪科学复原的研究到此结束，整个工作历时10年。

新版张衡地动仪教材2011年图片提供：冯锐

此后，这个地动仪的科学复原模型才完整地展现在公众面前，随即被国际科学界采纳，自2011年国家教材委员会专家委员会审核通过的全国通用的课本，收入到学生们的课本，展览于博物馆，印刷在国内外的纪念邮票上，至今已经宣教15年，并且教育部已经告知我们，在2025年最新的教材审定中仍然决定在2027年的新编小学《科学》课本中将继续采用同样的内容和地动仪艺术造型，至少会在一个更长时期内稳定不变，并且在新编的《历史课本》中增加上同样的、更加细致的地动仪内容。这已经是教育部确定的原则。目前全国已经有5忆多小学生按照这个模型接受了教育，牵动面会涉及道十几亿的人员。这个艺术造型便是清华大学美术学院王培波教授生前设计的。国家文物局、中国地震局系统，以及科委系统的宣传教育也都是本着一致的原则开展的。清华美院和地震局、文物局的共同合作，很好地完成了这项由中央直接抓的、发改委直接拨款的任务。已经还将继续在国内外宣传中华文化、讲好中国故事上发挥作用。

地动仪复原模型在中国科学技术馆图片提供：吴桐

我们同呼吸，我们共患难，我们都曾拥有共同的美好时光。这，对于人生来说足矣。

培波是一位伟大的艺术家，他是那样的钟情于自己热爱的事业，给世界带来了一个又一个的优秀作品，淋漓尽致地展现出人间最美好的东西，与四海朋友同享共欢；他是一位奇才，吸纳了科学、艺术和历史的精华，在跨学科、跨领域的综合道路上迈出了重大一步，使地动仪的青铜模型不仅成为光彩夺目的艺术佳品，本质上又是个具有强大生命力的能够测震工作的科学仪器，它深深地蕴含了中国古代的神话、美学、哲学和愿景期望，故而被广大群众深深地喜爱和赞美！

2012年6月中国地震学院的的学生们在刚刚落成的原大地动仪前合影图片提供：吴桐

今年的迎春花又开放了，金色的。培波的音容笑貌依然那么明快和爽朗，我们和他的心、他的情已然不可分割地紧紧融在一起。岁月如歌，培波如诗，直到永远。

作者简介：

冯锐，张衡地动仪科学复原课题组的负责人；中国地震局地球物理研究所研究员，兼中国科学技术大学研究生院教授。

武玉霞，国家地震局高级工程师，张衡地动仪研究课题组成员。

编后：

在纪念文的最后，我们将王培波夫人亲手写下一段小文附上，以此告慰和怀念培波。

2017年春天，中国地震局科学家冯锐先生给我发过一段关于张衡地动仪的话，简短却充分的体现了张衡地动仪复原工作的紧迫性重要性及中央的高度重视。时隔九年，又是在这个春暖花开的季节里，因为地动仪的文献资料采集工作，有幸我再次拜访了冯锐先生。如今他已80多岁，右腿右手虽然已行动不便，但因为我的到来他非常高兴并认真准备好地动仪复原的所有资料。冯锐先生面对镜头，对地动仪复原的始末及过程娓娓道来，让我对新版张衡地动仪复原的漫长历程有了更深入的了解，并对培波与冯锐先生在此项目近长达十年的心血付出有了更深的感动与敬畏！因为在国家正式将新复原的张衡地动仪项目完成落地后的今天，培波虽已离开十年，冯锐先生依然在为地动仪继续写书，进一步向世界和所有中国人讲好中国好故事而努力的工作着。他用左手著书，更让我惊讶的是：他说连自己都没有想到有一天因为地动仪项目，他接触到了大艺术家王培波教授，在十年的复原过程中，他居然热爱上了艺术！并与培波、吴冠英成为了朋友，从培波那里学到了如何欣赏艺术，并后来自学了绘画。再后来的这几年出版的张衡地动仪相关书籍中，他亲自画了书里所有插图。因为时间太久，近日我又再次请求冯锐先生把九年前发给我的那段话重新再发我一次，他很快就给我回复发了过来并做了补充。他说：吴桐，培波走后这么多年，地动仪有着太多的推进和成果，我都写上发给你。今天在这个特殊日子里，我将冯锐先生此段话附上，让更多的人了解张衡地动仪的复原项目：“这是国家教材委员会专家委员会审核通过的全国通用的课本，自2011年以来至今已经宣教15年 ，并且教育部已经告知我们，在2025年最新的教材审定中仍然决定在2027年的新编小学《科学》课本中将继续采用同样的内容和地动仪艺术造型，至少会在一个更长时期内稳定不变，并且在新编的《历史课本》中增加上同样的、更加细致的地动仪内容。这已经是教育部确定的原则。目前全国已经有5亿多小学生按照这个模型接受了教育，牵动面会涉及到十几亿的人员。这个艺术造型便是清华大学美术学院王培波教授生前设计的。国家文物局、中国地震局系统，以及科委系统的宣传教育也都是本着一致的原则开展的。清华美院和地震局、文物局的共同合作，很好地完成了这项由中央直接抓的、发改委直接拨款的任务。还将继续在国内外宣传中华文化、讲好中国故事上发挥作用。”这段话对我来说好沉也好激动，我对培波所付出的一切有了更深的理解！因为，我曾在地动仪复原的过程中，不！应该说与培波生活的多年来忘我对他忘我投入工作埋怨过无数次！提醒培波别这么卖命的待在工作室里工作，抽时间陪陪孩子歇一歇……因为那时候，培波的心脏已经感觉不舒服！这也是在文献采集过程中，冯锐先生在与培波共事时亲身感受到的。那天，冯锐老师很沉重的说：“吴桐，王培波他人太好、太善良、太投入，他为了工作和艺术忘记了自己、忘记了他心爱的佧佧和你，他对你和孩子太爱，所以什么都自己扛，连不舒服都不让我告诉你，怕你担心！作为艺术家他才华满腹，能将严谨的科学与艺术紧密结合的艺术家可能我只遇见了培波一个，因为地动仪复原我们经历了几位艺术大家的参与都以失败告终，在培波这里一切都那么完美的解决了。在中国的教育中，特别是艺术教育倡导艺术要与科学相结合，王培波的张衡地动仪给了我们最好的答案！太可惜、太可惜，无法用语言形容这种损失！”

或许培波他做了太多的作品太累了，上天让他好好休息吧！？这十年，我就是用这句话无数次在心里安慰我自己让自己释然的。

吴桐撰文

2026年4月22日于北京

责任编辑：张书鹏

文章来源：吴桐