世界上第一台地动仪
世界上第一台地动仪(候风地动仪)是我国东汉科学家张衡发明的，于公元138年记录到陇西大地震。
张衡，字平子(公元78~139年)，今河南南阳石桥镇人，是东汉时期具有朴素唯物主义思想的杰出的自然科学家。他于公元132年发明了世界上第一台观测和记录地震的仪器——地动仪。
根据历史资料，张衡的一生正处在地震活动比较频繁的年代，从公元96年到125年的30年中，就有23年发生过比较大的地震，特别是公元119年，一年之内就发生了两次地震。张衡在总结劳动人民智慧的基础上，通过反复实践，才创制了这一台地动仪。
地动仪是以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙，机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知方向。
地震预报
地震预报是指用科学的思路和方法，对未来地震(主要指强烈地震)的发震时间、地点和强度(震级)做出预报。地震预报分为“长、中、短、临”不同时期的预报。其中，长期预报是对10年左右甚至更长时期地震危险区及其地震强度预测；中期预报是1年至数年内地震危险区及其地震强度预测；短期预报是震前半个月至数月的地震预报；临震预报则是几天至十几天的地震预报。
根据对地震规律的认识，实现地震预测的基础是认识地震孕育的物理过程及在此过程中地壳岩石物理性质和力学状态的变化。
地震是大地构造活动的结果，所以地震的发生必然和一定的构造环境有关。
同时，地震不是孤立发生的，它只是整个构造活动过程中的一个事件，在这个事件之前，还会发生其他事件。如果能确认地震前所发生的事件，就可以利用它作为前兆来预测地震。另外，地震的发生又带有随机性。在积累着的构造应力作用下，岩石在何时、何处发生破裂，决定于局部构造中的薄弱点及其性质，而对这些薄弱点的分布和性质常常不能清楚了解。此外，地震还可能受一些未知因素的影响，而这些因素就有可能改变最后的结果，因此，预测地震有时就归结为估计地震发生的概率问题。
根据以上这些考虑，主要依靠下述三个方面：地震地质、地震统计和地震前兆。它们是相互依存的，因而要配合使用，综合考虑。
地震地质方法是以地震发生的地质构造条件为基础，宏观地估计地点和强度的一个途径。可用这种方法在大面积上划分未来地震的危险地带，确定不同强度的危险地区，这种方法叫做地震区域划分。由于时间尺度不明确，地震的时间预测不能依靠这一方法。
地震统计方法是从以往发生的地震中去探索可能存在的统计规律，估计地震的危险性，求出发生某种强度的地震的概率。统计方法的可靠程度决定于资料的丰富程度。中国历史悠久，地震资料记载翔实，丰富的史料可以为我国的地震预测提供有意义的判断依据。
地震前兆方法是根据地震前兆现象预测未来地震的时间、地点与强度的方法。此方法的着眼点是地震发生的地质条件和在比较大的空间、时间尺度内地震活动的变化。统计方法所指出的只是地震发生的概率和地震活动的某种“平均”状态。若要明确地预测地震的发生地点、强度和时间，还是要靠地震的前兆，所以寻找地震前兆是地震预测的核心问题。为了取得可靠的地震前兆，必须开展长期、广泛的观测和研究。
地震预报的目的就是减轻地震灾害，特别是解除地震对人类生命安全的威胁。因此，它应当具有高度的可靠性和准确性，虚报会引起社会不必要的恐慌，同样会带来损失。但可靠的地震预测是非常困难的，因为人类至今对地震的成因和规律还认识得很不够，在最好的情况下也只能做出很粗略的估计。
地震前的先兆
岩体在地应力作用下，在地应力逐渐积累、加强的过程中，会引起震源及附近物质发生物理、化学、生物、气象等一系列异常变化。我们称这些与地震孕育、发生有关联的异常变化现象为地震前兆(也称地震异常)，它包括地震微观异常和地震宏观异常两大类。
地震的宏观异常
人的感官能直接觉察到的地震异常现象称为地震的宏观异常。地震宏观异常的表现形式多样且复杂，异常的种类多达几百种，异常的现象多达几千种，大体可分为地下水异常、生物异常、地声异常、地光异常、电磁异常、气象异常等。
1.地下水异常
地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。当然，地下水出现异常与许多原因有关，并不是地下水异常就一定是地震引起的。另外，百姓根据在平日中积累的生活经验，总结出几条民间谚语：
井水是个宝，地震有前兆。
无雨泉水浑，天干井水冒。
水位升降大，翻花冒气泡。
有的变颜色，有的变味道。
2.生物异常
多次震例表明，动物是观察地震前兆的“活仪器”，它们往往在震前出现各种反常行为，向人们预示地震的临近。目前已发现有上百种动物震前有一定反常表现，其中异常反应比较普遍的有20多种，常见的有大牲畜，如马、驴、骡、牛等；家畜，如狗、猫、猪、羊、兔等；家禽，如鸡、鸭、鹅、鸽子等；穴居动物，如鼠、蛇、黄鼠狼等；水生动物，如鱼类、泥鳅等；会飞的昆虫，如蜜蜂、蜻蜓等。有调查发现，鱼的反应最明显，猪的反应最迟钝。
常见的动物异常现象有惊恐反应，如大牲畜不进圈，狗狂吠，鸟或昆虫惊飞、非正常群迁等；抑制型异常，如行为变得迟缓，或发呆发痴，不知所措，或不肯进食等；生活习性变化，如冬眠的蛇出洞，老鼠白天活动不怕人，大批青蛙上岸活动等。
1975年2月4日海城、营口发生的7.3级地震前一个半月，就有冬眠的蛇出洞，许多鹅惊慌失措，乱叫不进窝，有的还飞起来。震前一两天猪不吃食，用力爬墙、拱门等现象。
唐山地震前，有人发现家里鱼缸中的金鱼争着跳离水面，跃出缸外。把跳出来的鱼放回去，金鱼居然乱撞缸壁不止。更有奇者，有的鱼尾朝上头朝下，倒立水面，竟似陀螺一般飞快地打转。抚宁县坟坨公社徐庄的一些农民在地震前3天，看见100多只黄鼠狼，大的背着小的或是叼着小的，挤挤挨挨地钻出一个古墙洞，向村内大转移。唐山地区滦南县城公社王东庄一个农民在地震前一天，看到棉花地里成群的老鼠在奔窜，大老鼠带着小老鼠跑，小老鼠则互相咬着尾巴，连成一串。
汶川地震前绵竹市西南镇檀木村出现了大规模的蟾蜍迁徙：数十万只大小蟾蜍浩浩荡荡地在一所制药厂附近的公路上行走，很多被过往车辆轧死，被行人踩死。密密麻麻的蟾蜍布满了村道，分布在农民的菜园和空地里，大量出现的蟾蜍使一些村民认为会有不好的兆头。而同期在江苏省泰州市也出现了类似的现象，在当地东风桥路面上，成千上万只深褐色、指甲盖大小的癞蛤蟆结队穿越公路。这些新繁殖的小家伙是经由一座引坡而从老通扬运河里爬上大桥的，它们排成了一道浩浩荡荡的长队，向桥北慢慢爬去，显得很有“秩序”。
动物为什么能事前知道地震？这是因为许多动物的器官对地震灾害特别敏感，它们比人能提前知道灾害的来临。
一些动物的听觉大大优于人类的听觉。比如，人耳只能听见音频为1000~14000赫兹的声波，而猫、狗和狐狸却能听到音频高于60000赫兹的声音，至于老鼠、蝙蝠、鲸鱼和海豚，可以发射和接收音频超过100000赫兹的超声波。
除了超声波，动物们还能传感音频每秒钟只有100赫兹或不到100赫兹的次声波，次声波不仅我们的耳朵听不出来，就是地震仪器也极少能把它测定出来。
因此，它们能遥感出数百千米之外雷电和洋底海啸的声波。
中国科学院对鸽子与地震关系进行了实验观察，发现鸽子腿部的胫骨和腓骨骨膜之间，有一种椭球状小体，比小米还小，约有百余颗，有神经连着，形如一串葡萄。它们对震动十分敏感，刺激振幅达十分之几微米，就引起神经电发生。生物物理所用100只鸽子实验，将50只鸽子腿上的小颗粒切除，另50只保留不动，在4级地震前，后者惊飞不已，前者安静如常，说明切除鸽子腿部颗粒后，它们对震动的敏感性大大降低。
有些植物在震前也有异常反应。如1971年12月30日长江地区发生4.75级地震前，一颗包好的黄芽菜，在顶部抽心开花；青菜在叶子上开花；芹菜应在春天开花，结果提前在12月就开了花；山萸藤也开了花；竹笋在农历九月就开了花。无独有偶，1975年2月4日在营口地震前一年的11月下旬，杏树也“异常”地开了花。
3.气象异常
人们常形容地震预报科技人员是“上管天，下管地，中间管空气”，这的确非常形象。地震前，天气也常常出现反常现象。主要有震前闷热、久旱不雨或阴雨绵绵、日光晦暗、怪风狂起、六月冰雹等，这些现象如频繁出现，人们则应加强警惕，多多观察是否有其他更多异常现象。
4.地声异常
地声异常是指在大地震发生的时候，普遍有发出声响的现象，这就是地声。其声有如炮响雷鸣，也有如载重车行驶、大风鼓荡等多种多样。当地震发生时，有纵波从震源辐射，沿地面传播，使空气振动发声。由于纵波速度较快但势弱，人们只闻其声，而不觉地动，需横波到后才有动的感觉。所以，震中区往往有“每震之先，地内声响，似地气鼓荡，如鼎内沸水臌胀”的记载。如果在震中区，3级地震往往就可听到地声。地声是地下岩石的结构、构造及其所含的液体、气体运动变化的结果。地震和地声是同时发生的，不过前者是在固体中传播，后者是在空气中传播，由于传播介质不同，因此，通常人们听到地声的时候，地震马上就要发生了，其间歇不过几分钟，甚至更短。因此在听到地声时，敏捷地跑出危险区还来得及，稍一迟缓就来不及了。但是地声的出现也并非完全源于地震，也许是地下岩石破裂发出的声音，具体原因还有待研究。
5.地光异常
地光是指大地震时人们用肉眼观察到的天空发光的现象。地光出现的时间大多与地震同时，但也有在震前几小时和震后短时间内看到的。地光在文献中有不少记载，1965~1967年，日本松代地震群期间，就留下难得的地光照片。
中国1975年辽宁海城地震和1976年河北唐山地震，震前的地光现象非常突出。
地光的形状有带状光、闪光、柱状光、片状光等，颜色也是多种多样的。低空大气中出现的片状光、弧状光和带状光等多为青白色，地面上冒出的火球、火团则多为红色。
一般情况下，小地震不易引起地光现象，只有那些比较大的地震才可引起地光现象。由于一次大地震影响范围很大，因此，当有地光发生时，即使人们离地光发生处较远，也是可以看得到它的。例如唐山地震时，居住北京地区的人就曾看到过唐山地震引起的地光。
地光的出现，往往预示着大地震很快就要发生了，如果此时能够迅速地采取一些避震措施，是有可能避开或减小地震灾害的。例如1975年2月4日海城地震前，一列从大连开往北京的客车在行驶途中，司机突然发现列车前方有大片紫红色的耀眼亮光，司机马上猜想到可能是地光，于是采取措施紧急停车，列车刚刚停稳，大地震就发生了，从而避免了一场车翻人亡的重大事故。再如，1976年7月28日唐山地震前，一些人因故连夜进城，在城外看到了明亮的蓝白色地光，于是没有贸然进入唐山，结果不出10秒钟，唐山一带山崩地裂，举世震惊的唐山大地震爆发了。
6.地气异常
地气异常是指地震前来自地下的雾气，又称地气雾或地雾。这种雾气具有白、黑、黄等多种颜色，有时无色，常在震前几天至几分钟内出现，常伴随怪味，有时伴有声响或带有高温。
翻阅我国地震的历史资料，便可发现在许多大地震发生前，出现“天昏地暗”的现象。1920年12月16日宁夏海原8.5级地震时，天空突然昏黑，正在赶车的人居然看不见车前的牲口。1975年2月4日辽宁海城7.3级地震前不久，人们观察到本来还可看见的星空突然变得昏黑，伸手不见五指，但地震过去以后又很快地亮了起来。地气雾还常有臭味，例如1925年云南洱海中大地震之前，人们都闻到了一种臭味，而且多为硫黄味夹带臭鸡蛋味、沥青味等，闻了使人不舒服，个别人甚至被熏倒。以这种特点为线索，人们发现这种地气雾不仅在大震时，震前好些天可能就已开始出现了，如1975年海城大地震前几天至二十几天，在海城、营口、盘山、锦县、丹东、辽阳、凤城、岫岩一带就有人闻到了这种气味。
虽然地气雾究竟是什么东西还未查明，但这种现象的存在是毫无疑问的。
7.地动异常
地动异常是指地震前地面出现的晃动。地震时地面剧烈振动，是众所周知的现象。但地震尚未发生之时，有时也会感到地面晃动，这种晃动与大地震时不同。最为显着的地动异常出现于1975年2月4日海城7.3级地震之前，从1974年12月下旬到1975年1月末，在丹东、宽甸、凤城、沈阳、岫岩等地出现过17次地动。
8.地鼓异常
地鼓异常指地震前地面上出现鼓包。1973年2月6日四川炉霍7.9级地震前约半年，甘孜县拖坝区一草坪上出现一鼓包，形状如倒扣的铁锅，高20厘米左右，四周连续出现裂缝，鼓起几天后消失，反复多次，直到发生地震。与地鼓类似的异常还有地裂缝、地陷等。
9.电磁异常
电磁异常指地震前家用电器如收音机、电视机、日光灯等出现的异常。最为常见的电磁异常是收音机失灵，在北方地区日光灯在震前自明也较为常见。
1976年7月28日唐山7.8级地震前几天，唐山及其邻区很多收音机等电磁产品无故失灵，声音忽大忽小，时有时无，调频不准，有时连续出现噪声。