汉代科学家张衡

●汉代科学家张衡

8●汉代科学家张衡

张衡，字平子，汉族，南阳西鄂（今河南南阳市石桥镇）人，我国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、制图学家、文学家、学者，在汉朝官至尚书，为我国天文学、机械技术、地震学的发展作出了不可磨灭的贡献。

在我国历史上，曾经出现过这样一位杰出人物，他创造了那个时代“不可思议的奇迹”。郭沫若称赞他说：“如此全面发展之人物，在世界史上亦属罕见。”他既是一个闻名世界的伟大科学家，又是著名的文学家和思想家。他为人类文明做出了多方面的贡献，他的姓名被国际上用来命名月球环形山和小行星，他的成就和品德同样值得人们仰慕。他就是我国汉代卓越的大科学家张衡。

张衡诞生于南阳郡西鄂县石桥镇一个破落的官僚家庭（今河南省南阳市城北五十里石桥镇）。祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳太守。张衡幼年时期，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。正是这种贫困的生活使他能够接触到社会下层的劳动群众和一些生产、生活的实践活动，从而给他后来的科学创造事业带来了积极的影响。

十几岁起，张衡便离乡游学。在游学过程中，他拜访了许多明师，接触到很多志在学问，有远大抱负的青年学者，这对他的成长起到了非常积极的作用，使他从学习经学、文学而逐渐转向研究科学和哲学，最终成为一位多才多艺、博学广闻的卓越科学家。

汉安帝永初四年（公元111年），张衡经人推举入京为官，先后担任郎中、太史令、公车司马令等职。其中他担任太史令的时间较长，先后两次共计十四年。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律等事务的官员。在这一职位上，张衡的才能和学识得到了施展，使他在天文学等方面做出了巨大贡献。

张衡一生的发明创造和著述很多，这里我们选择其中最为重要的介绍一二。

创制新的浑天仪，是张衡在天文学方面的一个重大成就。浑天仪是用来测量天体位置的仪器，后世称为浑仪。而张衡所创造的新浑天仪，可以演示天体的运行情况。人们在室内，便可通过仪器的运转，了解到哪颗星处于天空的什么位置，因此人们又把这种新浑天仪称为浑象。又因为它是由水力作为动力的，所以又称水运浑象。新浑天仪的成功发明，说明张衡不但精通天文，在机械制造方面也有很高的造诣。新浑天仪最初设计完成后，先用竹篾制作了一个仪器的模型，经过多次试验和论证，确认无误后，才实际放大制作。新浑天仪用铜浇制而成，仪制是一个空心的铜球，球内有一铁轴，铁轴按天轴的方向贯穿球心，球与轴相交的两点，代表天球的南北两极。球的表面，刻有二十八宿及其恒星。由于张衡是在洛阳观测研究，所以铜球上的北极高出地平36°，这也正是洛阳所在的地理纬度。地平线由紧附在天球外的地平圈表示，除地平圈外，天球外还有子午圈，天轴就支架在子午圈上。此外还有黄道圈和赤道圈，二者成24°角。在赤道和黄道上列有二十四节气，并且分别刻成365°，每度又分为四格，太阳每天在黄道上移动1°。整个仪器的运转由古代的计时仪器漏壶带动，漏壶流出的水推动齿轮，齿轮带动天球绕轴运转。事实上，这种新浑天仪是一架天文钟和年历，后来，经过唐代一行和梁令瓒，宋代张思训、苏颂和韩公廉等人的不断改进，终于发展成为世界上最早的天文钟。

发明地动仪是张衡的又一伟大贡献。我国东汉时期，地震十分频繁，地震给人民带来的巨大损失，深深震撼着张衡的心。他也曾亲身经历过地震，为了同地震作斗争，张衡开始搜集各方面关于地震的资料，了解地震动态。经过长期研究，他终于在公元132年发明了世界上首架测定地震方位的仪器——地动仪。根据史料记载，地动仪用铜铸成，外形类似一个坛子，上面有隆起的圆盖，外表刻有山龟鸟兽等图形和篆文，内部中央立有一根铜柱，名叫都柱。仪体外部有八个龙头，龙头分指八个方向，龙头的嘴里各含着一个铜球，龙头下方分别对应着八个昂头张嘴的铜蟾蜍。当有地震发生时，都柱便发生倾斜，通过机关触动代表地震方向的龙头，龙头张开嘴，铜球便会落入铜蟾蜍口中，并发出响声，于是人们便可知道哪个方向发生了地震。地动仪制成后，人们并没有完全相信它，很多人对它的作用表示怀疑。公元138年的春季，有一天地动仪的一个龙口突然张开，吐出铜球，可是身在京城洛阳的人们并没有感觉到有地震发生。有人便说地动仪不灵，认为张衡的发明毫无价值。然而，几天后，陇西有人飞马来报，说那里几天前发生了地震。陇西距洛阳千里之遥，而地动仪竟能准确地做出报告，这不能不令人折服。

张衡发明的地动仪，利用物体的惯性来拾取大地震动波，从而进行远距离的测量。这一原理直到今天仍被人们所采用。在国外，直到十三世纪，才有类似的仪器在古波斯的马拉哈天文台出现。在欧洲，十八世纪才出现记录地震的仪器。

◆张衡的辉煌成就，使他在中国和世界科技史上都享有崇高的地位。如今，国家和政府对张衡墓和张衡读书台等历史遗迹都进行了重修，供人们缅怀这位古代杰出的科学家。