Al tempo della dinastia degli Han orientali (25-220), la capitale Luoyang e le aree circostanti erano spesso colpite da terremoti. Secondo le registrazioni  storiche, nell’arco dei cinquant’anni dall’ 89 al 140, nell’area si verificarono 33 sismi, in particolare i due fortissimi dell’anno 119 colpirono più di dieci distretti, facendo crollare case e uccidendo uomini e bestie, inducendo una paura folle fra la gente. Credendo di aver offeso il Cielo, l’imperatore impose nuove tasse alla popolazione per finanziare i sacrifici per propiziarlo. Uno scienziato del tempo chiamato Zhang Heng aveva condotto profonde ricerche nei settori dell’astronomia, del calendario e della matematica. Non credendo alla propaganda superstiziosa sui terremoti, riteneva invece che si trattasse di fenomeni naturali su cui si possedevano scarse conoscenze. A causa di tale situazione, egli intensificò le ricerche in merito.

Egli osservò e registrò coscienziosamente ogni terremoto, analizzandone con metodi scientifici le origini. Dopo anni di esperimenti, nel 132 creò il primo strumento cinese e mondiale per la misurazione dei terremoti, chiamato “Didongyi”.

Lo strumento in bronzo aveva la forma di una giara tonda da vino del diametro di circa un metro, al centro del quale è posta una colonna di bronzo attorniata da otto colonnine. All’intorno si trovano otto draghi di bronzo con le teste collegate alle otto colonnine interne: le teste, leggermente rivolte verso l’alto, puntano nelle otto direzioni di est, sud, ovest, nord, nord-est, sud-est, nord-ovest e sud-ovest. Ogni drago ha in bocca una sferetta di bronzo e al di sotto una rana accovacciata col collo alzato e la bocca aperta, pronta a raccogliere in qualsiasi momento la sferetta. L’aspetto delle rane e delle teste di drago è molto interessante, come stessero giocando fra loro, per cui per descrivere l’aspetto del sismografo si ricorse all’espressione “la rana gioca col drago”. Secondo la progettazione di Zhang Heng, in caso di terremoto in una direzione, la colonnina di bronzo del sismografo si inclinava verso quella parte, facendo muovere la testa del drago che apriva la bocca facendo cadere sonoramente la sferetta in quella della rana, comunicando così in quale direzione era avvenuto un terremoto, in modo che il governo provvedesse bene ai soccorsi e al lavoro conseguente.

Nell’anno 133 a Luoyang si verificò un terremoto esattamente monitorato dal sismografo di Zhang Heng. Nei quattro anni successivi nella zona di Luoyang tre altri sismi vennero misurati correttamente. Tuttavia un giorno di febbraio dell’anno 138 Zhang Heng si rese conto che la sferetta di bronzo nella bocca del drago rivolto a ovest era caduta  nella bocca della rana sottostante senza tuttavia che fosse stato percepito alcun terremoto, per cui alcuni studiosi dubbiosi sullo strumento ne proclamarono l’inesattezza, affermando che poteva solo misurare i terremoti nei pressi di Luoyang. Tuttavia passati 3-4 giorni, arrivò un messeggero dalla provincia del Gansu, ad ovest di Luoyang, riferendo che si era verificato un terremoto. Solo allora ci si convinse che l’apparecchiatura di Zhang Heng non era solo un gioco fra la rana ed il drago, ma un vero strumento scientifico. Da allora la Cina iniziò la misurazione a lunga distanza e la registrazione dei terremoti attraverso lo strumento.