地震時，為什么室內吊燈與平板電視機的搖擺方向可能會不同呢？

 

　 有朋友告訴我，有一次他在室內感覺到強烈地震動，看到吊燈沿著東南—西北方向擺動，而沿著東墻安置的電視柜上放著的平板電視機在前后（東西向）搖擺。他問我，面對這樣矛盾的證據，應相信哪一個？該如何判斷當時地面水平振動方向？ 

　 我覺得，房間里各種物體的搖擺方向不僅與地面水平振動方向有關，有的還會受自身的自由度制約。例如，吊燈不受其他因素制約，可隨著地震動沿任何方向搖擺，而平板電視機矩形面積很大，且水平向很長，卻又很薄，只能在平板的垂直方向搖擺，也就是說，它的搖擺只有一個自由度。我的朋友觀察到的吊燈與平板電視機的擺動方向都是客觀的，真實的，只是含義不同。吊燈的擺動方向反映了地面水平振動方向，而這臺平板電視機的搖擺受它的自由度制約，是地面水平振動的東西向分量。  

　 其實，裝備三分向地震儀的地震臺的兩個水平向拾震器是相同的，都只有一個振動自由度，不同的分別把底座安裝得只能記錄東西向或南北向地面振動。獲得兩個水平分向的地震波記錄后，可以將它們的初動經矢量合成求得初動的水平分量，再與初動垂直分量做矢量合成可求得出射的空間初動矢量，包括初動的空間方向與振幅。在上面這個例子里，平板電視機就好比一個最簡易的反映東西向水平振動的宏觀拾震器。如果在這個房間里沿南墻再添一個電視柜，上面放一臺同樣的平板電視機，并且能清楚地觀測到這兩臺平板電視機的初始搖擺方向和振幅，那也可矢量合成求出地面水平初動方向和振幅。 

　 總之，遇到地震想根據物體的振動方向來判斷地面的振動方向，必須考慮該物體的自由度。最簡單的辦法是專找不受制約，可以全方位振動的物體。如上面這個問題中直接依靠吊燈的搖擺判斷地面水平振動方向是靠譜的。對于平板電視機、大立柜等自由度受限的物體的振動方向在認真分析它是哪個方向的分量后，結合其他證據綜合判斷時也是有用的。