一、游学长安和洛阳

张衡，字平子，东汉章帝建初 3 年（公元 78 年）诞生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳县城北 50 里）一个没落的官僚家庭。张衡的祖父张堪是地主官吏，曾任蜀郡太守和渔阳（今河北省冀县一带）太守。张堪为官清廉， 在当时贪污盛行的官场中，他不象别的官僚那样搜刮民财，因而也没有什么积蓄。张氏家族在当时的南阳是著名的大族。张衡的父亲很早便去世了。张衡幼年的时候，家境已经衰落，有时甚至还要靠亲友们的救济。

贫困的生活激励张衡自幼好学。张衡的思想开阔，不喜欢受传统观念的束缚。当时一般士大夫人家子弟，都必须读《诗经》、《礼记》等儒家经典。张衡少年时也熟读过这些书，但他认为经书太束缚人们思想。张衡最喜爱的是文学，对当时著名的司马相如、杨雄等人的作品，都曾经下过一番功夫。他不仅能深刻地理解，而且还能背诵。10 多岁时，张衡已经读了很多书，文章也写得很好了。他不满足这种闭门诵读的生活，渴望到外面去开阔眼界， 寻求书本以外的知识。

和帝永元 6 年（公元 49 年），刚满 17 岁的张衡便怀着远游的志愿，离开家乡，踏上了游览名都大邑、求师问业的旅途。张衡游历的目的不是为了寻求功名。因而，他离开家乡后没有先去京都洛阳，而是去了汉朝的故都长安。长安城周围的地区号称“京兆”，加上长安附近的“左冯翊”和“右扶风”合称三辅。京兆管理的地区相当于今陕西秦岭以北、西安市以东、渭河以南一带地方；左冯翊管理的地区为今渭河以北、泾河以东、洛河中下游一带地方；右扶风管理的地区相当今秦岭以北、泾河及西安市以西一带地方。

三辅在西汉时是全国最富庶的地区，也是最高学府的所在地。张衡两年间游览了三辅名山大川，考察当地的民俗、物产和历史古迹，尤其对长安近郊的宫阙规模、市井制度、远近商贾（gǔ）货财的聚散、豪富王候的故事等等，都有比较深切的认识。三辅的游览使张衡积累了丰富、新鲜的文学素材，张衡在安帝永初元年（公元 107 年）写成的《二京赋》（包括《西京赋》和《东京赋》，多数素材都来自这次游历。

永元七年，张衡到了洛阳。他在洛阳住了 5、6 年，但没有结交贵族豪门， 奔走钻营，也没有进当时最高的学府——太学，去专门师从某一经师钻研一门经学。汉朝的太学以钻研经学为主。青年儒生欲图仕途之路，必需钻研经义。但太学不是一般青年可以随意进入的，除具备一定年龄条件外，还需得到县令的推荐，郡太守的考察。张衡虽多才多思，但是未经郡太守的选送， 是不可能作太学的正式弟子的。所以，张衡在京师仅是时常到太学里去参观或去拜访各家经师，向他们虚心求教；另一方面，张衡也可以不受拘束地多闻博学。由于他虚心好学，勤奋努力，进步很快，达到了贯通五经、六艺的地步，成为学识比较渊博的学者。《后汉书·张衡传》中曾描述当时的张衡“虽才高于世，而无骄尚之情。常从容淡静，不好交接俗人”。张衡的学识已经被很多人所赏识。永元年间（公元 89－104 年），地方上曾经推举他做“孝廉”，但他不肯应命；朝廷屡次招聘他去公府做官，他也一律回绝。

张衡在洛阳结识了不少朋友，这些人都是和他志趣相投的著名学者和优秀青年，如著名的词赋家马融、贤士窦章、政论家王符、学者崔瑗等。在这些朋友中，崔瑗对张衡的影响最大。崔瑗对于天文、数学、历法有精深的研究，他们经常在一起研究问题，交换心得，交情也最深。这对于张衡以后研究天文、历数等科学并获得巨大成就有很大影响。