古代科技体系的形成

——秦汉时期天文学成就和张衡

张衡（公元 78—139 年），字平子，河南南阳人。他的《浑天仪图注》便是浑天说代表作。浑天说是一种以地球为中心的宇宙理论，因在当时历史条件下，它能比较近似地说明天体的运行，所以对后世产生了很大的影响。

张衡不但倡导浑天说，而且还在前人的基础上，着手制造了用于演示浑天思想的的仪器——水运浑象，这对浑天说得到社会的广泛承认起了重要的作用。张衡所制浑象仪是以一个直径约 5 尺的空心铜球表示天

球，上画二十八宿，中外星官及互成 24 度交角的黄、赤道等。紧附在球外的有地平圈和子午圈，天球半露于地平圈之下，天轴则支架在子午圈上，天球可绕天轴转动。水运浑象形象地表达了浑天思想，并解释了若干天文现象。张衡利用当时已得到发展的机械方面的技术，巧妙地把计量时间用的漏壶与浑象联系起来，即以漏水为原动力，利用漏壶的等时性，通过齿轮系的传动，使浑象每日均匀地绕轴旋转一周，这样浑象也就自动地、近似正确地把天象演示出来。张衡的这项创造是唐宋时代得以进一步改进水运浑象的先声，在天文仪器史上占有重要的地位。

张衡于公元 132 年首创了世界上第一架地震仪——张衡地动仪。“地动仪以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊”，里面有精巧结构， 主要是中间的“都柱”（相当于一种倒立型的震摆）和它周围的“八道”

（装置在摆的周围的 8 组机械装置）。尊外相应地设置 8 条口含小铜珠的龙，每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。一旦发生较强的地震，“都柱”因震动失去平衡而触动“八道”中的一道，使相应的龙口张开，小铜珠即落入蟾蜍口中，观测者便可知道地震发生的方向。据史载，地动仪成功地记录了公元 138 年在甘肃发生的一次强震，证明了张衡所制仪器的准确性和可靠性。

张衡的成就还不限于这些方面。他研究过地理学，曾绘制了一幅地形图，流传了好几百年；在数学方面，对圆周率作过研究，取用过π＝ 10＝3.162值；他是当时有名的文学家，有不少文学著作，其中以《二京赋》最为出名，在东汉文学史上有一定的地位；他还是个画家，曾被

人列为东汉 6 大名画家之一。