第四节 张衡在科学上的贡献

《灵宪》。浑天说

张衡第一次任太史令共六年。在这时期内，他作了几件重大的科学工作， 发明了浑天仪，著《灵宪》和《算罔论》①。

《灵宪》是一篇杰出的天文学著作。它从理论的高度对当时的天文学知识作了精要的概括和重大的发展。

当时，我国并存着几种宇宙结构理论，而以盖天说和浑天说最为流行。张衡是主张浑天说的。他的《灵宪》是浑天说的第一部传世的代表作。这篇文章的开头就说，“昔在先王，将步天路，⋯⋯先准之于浑体”，明指天是个球体。后面又说到，这个球的直径是 232300 里。从地到天则是此数的一半， 且地的深度也是如此。天“通而度之，则是浑已”。但地则是一个近似的半球，其中地面的南北距离比天的直径短 1000 里，而其东西则长 1000 里。天这个球是从东向西不停转动的，地这个半球却在天内静止不动。至于伸出天外的地块是否会阻碍天的转动？张衡没有说。显然，他并不认为这是个问题。由此可见，张衡心目中的天不是一个坚不可破的硬壳。而且更进一步，张衡还认为天并不是整个物质世界的边界。《灵宪》说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”在天之外还有无限广漠的宇宙世界，不过人们还不知道那些地方罢了。

说到天地，人们自然会问，它们是怎么来的呢？对此，中国古代先哲们有一个很好的非神创论思想传统，认为是有规律地演化而成的。老子《道德经》中就说到：“道生一，一生二，二生三，三生万物。”所谓道，是一种说不出形象和色彩，不在当时人日常经验之内的物质；所谓一，就是气；二， 乃是阴和阳；三，则是阴、阳、天。三者结合，生出地面万物。《易·系辞》则认为：“易有太极，是生两仪。元气已分，天地设位，清浮升乎上，沉浊居于下。”到了西汉时代，《淮南子·天文训》发展了两家学说，提出“道始于虚霩，虚霩生宇宙。宇宙生气。气有涯垠，清扬者薄靡而为天，重浊者凝滞而为地。”

在《灵宪》中，宇宙演化的思想又有了新的发展。张衡把天地的形成划分成三个阶段。第一个阶段称为“溟涬”。在这阶段里，整个原始宇宙是“幽清玄静，寂漠冥默，不可为象。厥中惟灵①，厥外惟无。”所谓“灵”，是一种阴性的精气，看不出任何形象，也没有明显的运动，因此，整个宇宙空间中一片寂静。经过很长很长的时间，从灵中逐渐生成各种不同的气。这些气互相混合在一起，“并气同色，混沌不分”。这混沌◻漫的元气，自然还没有固定的形状，而且也分辨不出它们的运动速度。这个混沌的阶段称之为“庞鸿”，也是一个很长很长的时期。然后来到第三个阶段，称为“太元”。这时，那片混沌同色的元气发生了分离。清气向外，形成了圆球形而不停运转的天；浊气向内，积淀凝结成为一个上面平而静止的半球形大地。此后，由

① 张衡的这些著作，原书已佚。《续汉书·律历志》，又《天文志》，刘昭各注，《太平御览》、《开元占经》等有其佚文。今据洪颐煊《经典集林》辑本《灵宪》和《浑天仪》。

① “灵”字在中华书局校点本《后汉书·天文志》中作“虚”，但其校勘记中指出，汲本、殿本作“灵”， 今查《开元占经》引《灵宪》也作“灵”。故从“灵”字。

于天和地的互相结合与作用，产生了天上的日月星辰和地上的万事万物。 由上可知，张衡不但继承了先辈学者的优良传统，认为天地的形成是物

质自身变化发展的自然结果，而且更加强化了这一传统的唯物主义倾向，即， 他更明确地表明了，在演化的各个阶段中都是物质——气，而且只有气在起着作用。此外，他把浑天说引进了天地形成的思想，这也比古代演化学说中所依据的天上地下的质朴概念或盖天说思想要来得进步。