“无坚不钻”的大科学家张衡

公元 132 年，东汉太史令张衡发明了一台测地震用的地动仪。

从公元 96 年到 125 年这 30 年间，我国几乎连年发生地震。特别是公元

119 年，洛阳和附近地区连续发生了两次大地震，死伤的人很多。地震突然爆发，山崩地裂，房倒屋塌，那是多么可怕，多么神秘啊！张衡下决心要研究地震的规律。他为了掌握地震的情报，得到比较完整的地震记录，设计制造了地动仪。

张衡的地动仪是精铜铸成的，直径八尺，形状像个大酒坛。仪器的外围镶着八条头朝下的龙，八个龙头分别对准东、东北、北、西北、西、西南、南、东南八个方向。每条龙的嘴里含有一个铜球。八个龙头底下，蹲着八个铜铸的昂头张嘴的蛤蟆。仪器顶上有个隆起的盖子，可以打开。仪器的中心有一根铜制的上粗下细的立柱，柱子紧挨着通向各个方向的八个滑道，滑道的另一头装着能使外头的龙嘴开关的机关。什么地方发生了地震，仪器中心的立柱就能顺着震区方向的滑道往下倒，触动机关，龙嘴就张开了，铜球就“当啷”一声落在蛤蟆的嘴里。管理人员听到声音，跑来一看就知道哪个方向发生了地震。

公元 138 年的一天，朝西北方向的龙吐出铜球。可是在洛阳，谁也没感到“地动”。一些官吏和学者纷纷议论起来，说张衡的地动仪不灵。没想到过了几天，有人到洛阳来报告说：“陇西（现甘肃东南）几天前发生了地震！”一查对时间，正是地动仪上西北方的龙头吐球的那个时辰。那些议论地动仪

的人改变了态度，都说想不到地动仪这么灵敏。张衡发明地动仪，开辟了人类用科学方法研究地震的新纪元，比欧洲人发明地震仪早 1700 多年。

张衡是河南南阳西鄂人，公元 78 年出生。他幼年的时候，家境贫穷，有时吃饭都成问题，要靠亲友接济。艰苦的生活磨炼了张衡，使他从小发愤读书，立志要做一番事业。他 17 岁离开家乡，到长安、洛阳一带求师访友，研究学问，沿途游览名山大川，考察历史文物，采访民情风俗，大大开阔了眼界。他 18 岁时，对文学就有很深的造诣，写出了歌颂大自然的《温泉赋》；后来又写了描写京都景色、讽刺时弊的《二京赋》，都是很有价值的文学作品。

张衡读书非常认真，钻研学问从来不满足。他说：“有一件事物我不知道，我就感到很害羞；听到一个好的见解，我就不胜高兴。”当时有一部哲学著作叫《太玄经》，里面讲了不少宇宙现象。许多学者嫌它太深奥，不愿花精力去读。张衡下了很大功夫研究这部著作，还写了《太玄注》。正因为钻研这部著作，他的兴趣从文学方面转到了天文学方面。

张衡 37 岁，被召到朝廷去做太史令。太史令的工作主要是观测天象，记录灾异，因而张衡有机会深入研究天文、历法和地震知识。他总结了当时的天文知识，写下了我国第一部天文学理论著作——《灵宪》。在《灵宪》中，他对浑天说进行了系统的阐述。浑天说认为天包在地外面，就像蛋壳包着蛋黄。天和日月星辰都循着一定的方向旋转不停。今天看来，浑天说当然不是正确的，但是在当时的历史条件下，它是比较先进的一种学说。张衡以浑天说为基础，最早科学地说明了月食的成因。他说：“月光生于日之所照。” 他认为太阳是一团火，能发出强烈的光，而月亮和五星（就是大行星）都不发光，只有被太阳照亮了，我们才会看见。如果月亮进入地影，就会产生月食。

为了验证和宣传浑天说，张衡精心设计制造了一种天文仪器，叫做浑象。浑象是个直径四尺多的空心铜球，表面刻有各种重要星宿和刻度。有一根铁轴贯穿球心。铜球放在架子上，铁轴倾斜的方向正好是地球自转轴的方向。铜球又连接在装有一组齿轮的机械上。机械用漏壶滴出来的水来发动，使铜球绕着铁轴旋转，一天转一周，正好符合天象运行的情况。人在屋里，看浑象上某个星星正从东方升起，某个星星正升到天空中间，某个星星正向西方降落，就跟在屋外看到的天空里的情况一样。浑象对观测星象、确定节气、研究天文学起了重大的作用，后来经唐代的一行、梁令瓒和宋代的张思顺、苏颂等改进，成为世界上最早的天文钟。

张衡还创造了一种测定风向的装置——候风仪，比欧洲出现类似仪器也早一千多年＿在地理学上，张衡还绘制过《地形图》。在数学上，他写过《算罔论》，对圆周率也进行过研究。在木制机械上，据记载张衡设计过指南车。计里鼓车等。张衡还喜绘画，是东汉六大画家之一。

有人嘲笑张衡只会埋头做学问，不会升官发财，张衡写了一篇《应闲》的文章作答。他说：一个正直的人，不应当担心自己的权位不重，应当担心自己道德不崇高；不应当为自己的俸禄不丰厚而感到耻辱，应当为自己知识不广博而感到耻辱。张衡对自己提出了“约己博艺，无坚不钻”的要求。“约己”就是要求自己；“博艺”就是探求知识和技能的面要广博；“无坚不钻” 就是要有攻坚精神。张衡实践了他自己提出的要求、所以能做出前无古人的成就，攀登了当时世界科学的高峰。公元 139 年，62 岁的张衡逝世了，他的

好朋友崔瑗在他的墓碑上写下了这样的赞语：“敏而好学，如川之逝，不舍昼夜”，说他追求学问，像大江流水一样，一刻不息。这是一点也不过分的。

为了纪念这位大科学家，邮电部在 1955 年曾发行过纪念邮票。1956 年，政府重修了他的坟墓、在墓前石碑上刻着郭沫若同志的题词：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。”月球上有一座环形山，也用张衡的名字命名。张衡的科学成就永远值得我们敬仰，他的治学态度和方法，今天也仍然值得我们学习和继承。

（郑一奇）

夫志，气之帅也。

——孟子