发明地动仪的张衡

张衡（78～139），字平子，是中国东汉杰出的科学家。公元78年生于南阳郡鄂县石桥镇（河南省南阳县城北25千米）的一个没落官僚家庭。

张衡少年时代天资聪明，刻苦好学，读过许多经卷典籍。但是他并不满足，从17岁开始，他离开家乡，曾到汉朝故都长安游览名胜古迹，考察世态人情，又到首都洛阳，就读于最高学府——太学，终于成为博学多才的学者。

公元100年张衡出任南阳主簿，协助太守办理文牍。111年应召到京，经过考试以后，被任命为郎中，做文书起草工作。114年升任尚书侍郎，第二年又升任太史令，主持观测天象、编订历法。在这期间，张衡对天文学进行了深入研究，取得一系列成果。132年张衡又升任侍中，在皇帝左右当高级顾问。为了躲避朝廷内部争斗，专心从事学术研究，张衡要求调职。136年他出任河间太守，两年后又要求告老还乡，但是没有获准，被调到京城，出任尚书，执掌朝政政务。

张衡在担任太史令期间，经过多年的实际天文观测和对天文学理论的研究，写下了天文学史上的不朽名著《灵宪》。这是我国第一部重要的天文学理论文献，集中反映了张衡在研究方面所取得的伟大成就。

张衡是我国古代浑天说的主要代表之一。在《灵宪》中他明确地指出，大地是一个球：宇宙和天地不是一回事，天地有大小，而“宇之表无极，宙之端无穷”，也就是说宇宙是无限的。张衡还根据浑天思想，在公元117年精心设计了一架构造精细的浑天仪，能生动地表演天体的结构和运行，相当于现代的天球仪。它是世界上最早用水力推动的天文仪器。

配合浑天仪，张衡还创制了一种可以表示日期的仪器，名叫“瑞轮荚”，它是科学史上第一架机械计时器。

张衡第一次正确地解释了月食的成因。他指出，太阳像一团火，向外发射出光；月亮本身不发光，它像水面那样能反射光。当地球的影子遮掩了月亮的时候，就引起了月食。

张衡还提出了关于行星运动规律的卓越思想。他认为，金、木、水、火、土五星，视运动的快慢是有规律的，“近天则迟，远天则速”，也就是说，快慢是由这些行星离运转中心的远近决定的。对于同一颗行星来说，离运转中心近的时候运行快，远的时候运行慢。开普勒的行星运动三定律的重大发现是在17世纪，而张衡在开普勒之前一千五百年就定性地描述行星运动的快慢和行星到运转中心的距离的关系，这是难能可贵的。

张衡非常注意地震的研究，公元132年创造出世界上第一架记录地震的仪器——地动仪。利用它，不但可以知道有没有发生地震，而且可以测出地震发生的方向。在欧洲，直到18世纪才造出地震仪。地动仪制成以后，许多人不相信它能测定地震。公元38年，安置在洛阳地动仪朝向西方的龙嘴里，突然吐出了铜球，这预示洛阳西部某个地方发生了地震。但是当时的洛阳人都没有感觉到地震，于是不少学者议论纷纷。过了几天，洛阳西部一千多里的陇西郡派人赶到洛阳，报告那里发生了地震。消息传开、人们无不信服地惊叹地动仪的高度精确性。

此外，张衡还创制了世界上第一架观测气象的仪器，叫做“相风铜鸟”，比欧洲12世纪才出现类似的候风鸡早一千多年。

张衡所以能够攀登上当时科学的高峰，决不是偶然的。他好学不倦，“如川之逝，不舍昼夜”。他勇敢进取，“约己博艺、无坚不钻”。他实事求是，“捷径邪至，我不忍以投步”。他谦虚谨慎，“虽才高于世，而无骄尚之情”。他坚持朴素的唯物主义战斗精神，坚决反对风靡于世的谶纬神学，建议“收藏图，一禁绝之”。正是这些可贵的品质，使张衡对科学作出了伟大的贡献。

公元139年，张衡在洛阳与世长辞，终年61岁。