第28章 （二十七） 科学家张衡

　　（二十七）科学家张衡

　　张衡（公元78年～公元139年），字平子，南阳西鄂（今河南南阳石桥镇）人。因其晚年

　　曾当过三年河间相，后人又称他为河间相。张衡是我国古代一位杰出的文化巨人。

　　张衡的学习方法和所走的道路与众不同，独具特点。张衡年轻时，游学之风盛行。仕宦人

　　家的子弟六七岁便开始入学，掌握一定的基础知识以后，就出外投奔名师进一步攻读。而

　　张衡到了十六七岁的时候，才告别了家人，只身出外游学。当时洛阳是政治、经济、文化的

　　中心，急于仕进的读书人，都愿意到那里去。

　　以张衡的才学和其祖父的功德论，他当可被推荐为博士子弟，但张衡十分重

　　视在实践中学习，提高自己的能力，并未直接去洛阳，而先去三辅地区(东汉时期把京兆尹

　　、左冯翊和右扶风合称为三辅地区，即今陕西省中部地区)，考察了两三年。

　　张衡在三辅地区考察期间，走遍了广阔的渭河平原，饱览太华、终南等名山的风景，考

　　察了当地的民情风俗，特别是长安的宫廷建筑，引起了他的极大兴趣，他观察得更为仔细。

　　通过游览，张衡积累了大量的文学素材，为日后的文学创作打下了坚实的基础。

　　张衡游完三辅后，经过灞桥，于永元七年（公元95年）来到骊山。在骊山停留的时候

　　，他写了一篇《温泉赋》，这是他流传至今的最早的文学作品。

　　张衡在洛阳的五六年修业期间，博览群书，丰富自己的知识结构。当时太学的学生们

　　学习“五经”（指《诗》、《书》、《礼》、《易》、《春秋》）和“六艺”（礼、乐、射

　　、御、书、数），毕

　　业时每人也不易精通一经一艺，但张衡已经达到了“通五经、贯六艺”的地步。张衡还学习

　　了天文、地理、气象、历算等方面的知识。

　　张衡观察处理一些事情都有自己的独立见解。张衡在京都不去当什么“孝廉”，也不奔

　　走于官宦门庭以求个一官半职。他在京城里仍然如饥似渴地学习，

　　继续拓宽知识面。

　　当时扬雄所著《太玄经》已经问世，张衡如醉如痴，

　　深究细考，挖掘扬雄的微言大义，埋头注释《太玄经》，

　　写了《太玄注》，还作了《玄图》，形象地解释了玄理。

　　张衡在读书过程中从前人那里吸收进步的唯物主义思想和辩证思想，掌握科学的认识论

　　和方法论，这对他今后树立正确的科学研究导向，把握未来的发展方向，起到了积极的作用

　　游学三辅以后，张衡已是才学出众，颇有名望的学者。他不但是可与班固相提并论的大

　　赋家，而且又是“中世阴阳”之宗，精通天文、地理、历算、绘画等，几乎无所不知，无所

　　不晓，被人们称为“南阳通人”。此后，他便开始在各方面表现出了自己的才能。

　　自张衡21岁那年起，他几乎每年都有文学著作或

　　重大的科学发明问世。

　　永元十二年（公元100年），当时任黄门侍郎的鲍德召见了张衡。鲍德颇为赏识张衡的

　　才华。这年鲍德调至南阳担任郡太守职务，

　　张衡当了鲍德的主簿。张衡出任南阳主簿的第一年，写了一首五

　　言诗《同声歌》。《同声歌》在我国五言诗的发展上占有重要的地位，它吸取了民间文学乐

　　府诗歌的营养，富有通俗文学的气息，在内容和形式上都很成熟，对后世的文学发展颇有影

　　响。

　　除《同声歌》之外，张衡还写了《定情赋》（公元99年）、《扁赋》（公元101年

　　）等作品，可惜均未流传下来。

　　使张衡在文学史上一举成名的是他在南阳任主簿时完成的不朽之作《二京赋》。《二京

　　赋》始著于公元97年，完成于公元107年，长达整整10年之久。

　　《二京赋》由《西京赋》和《东京赋》两篇构成，二者长近万言，浑然天成，在叙述中

　　引入议论说理，表达作者的思想倾向。

　　永初五年（公元111年），朝廷下诏求贤，张衡被鲍德推荐到京都供职。汉安帝对

　　张衡的才学也早有所闻，就拜他为郎中。张衡在起草文书等公事之余，开始专心研究玄

　　妙的天体结构。张衡深入研究了当时对天的两种解释法：盖天说和浑天说。他最后认为，浑

　　天说是合理的，天是一个圆球，地球在其中，就如鸡蛋黄在鸡蛋内部一样。

　　张衡还用“近天

　　则迟，远天则速”，即以距离远近的变化来解释行星运行的快慢。张衡的这些解释有些合理

　　的因素。而后张衡对浑天说又加以修改和发展，使浑天说成为当时最圆满的一种天体结构学

　　说。因此，张衡便成了浑天说的主要代表人物之一。

　　元初二年（公元115年），汉安帝听说张衡在天文理论方面有很深的造诣，就任命他

　　为太史令，使张衡成为掌管“天时、星历”的主要官员。此官职使张衡有了用武之地，他颇

　　为满意。

　　张衡接任太史令以后，

　　定重新修造观天象的仪器。他精心设计和研制的浑天仪，很形象地体现了浑天学说的概貌。

　　浑天仪相当于现在的天球仪。张衡改进了浑天仪，并用来作为浑天说的演示仪器。

　　张衡用齿轮系统地把浑象和计时漏壶联系起来，漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天正好转

　　一周。这样，人们在屋里看浑象，就可以知道哪颗星当时在什么位置上。浑天仪上的三十六

　　度折算现今的地理纬度，基本上跟洛阳地区的纬度接近。黄道上刻三百六十五又四分之一度

　　，对应地球绕太阳公转的周期（公转周期为3652425日）。张衡把黄赤交角定为二十

　　四度，与现在计算的地球轨道和赤道面相交的角度（23°26′）也十分接近。张衡写的

　　《浑天仪图注》上说明，黄、赤道差的变化在进三度和退三度之间，从而明确了黄、赤道差

　　的计算法。这种计算法一直沿用到隋代。这是张衡在历法方面所作的重大贡献。

　　浑天仪的制造，轰动了整个京城。夜晚，许多人怀着好奇的心情前来观看。当他们看到

　　仪器上显示出的一弯明月正在缓缓升起，而实际天象也恰好如此时，人人都称赞这是巧夺天

　　工的发明。

　　浑天仪制造成功以后，张衡着手研制了一种可以显示月相和日期的仪器，叫做“瑞轮荀六荚”。这个仪器有十五个不同形状的叶轮，每片叶轮代表着不同的月相。

　　人们看到叶轮，就知道是哪一天，也可以知道月

　　亮的圆缺。张衡还曾为浑天仪写了两部说明书：一是《浑天仪图注》，一是《漏水转浑天仪

　　注》。

　　元初五年（公元118年），张衡冲破了当时神学、谶纬的迷雾，继承和发展了前人的

　　唯物主义哲学思想，写出了闻名于世的天文学著作《灵宪》。

　　张衡在我国天文学的发展过程中，不仅制造出观测仪器，还进行理论研究，著书立说，而

　　且积极投入了围绕着《四分历》而展开的反图谶斗争。

　　公元133年，他又上书《

　　驳图谶疏》，请求皇帝用行政命令的方法禁绝图谶。

　　张衡不仅在天文学方面有重大贡献，而且在机械制造业方面表现出非凡的才能。安帝建

　　光五年（公元121年），张衡担任过公车司马令（九卿之一的卫尉手下秩禄六百石的小官

　　）。在没

　　有任何资料的情况下，张衡苦苦思索，从南阳郡守杜诗水排的齿轮系统得到了启发，制造了

　　指南车和计里鼓车。建光三年（公元124年），安帝去泰山祭奠时用了张衡制造的指南车和

　　计里鼓车，宣扬了皇威。

　　张衡在担任太史令的第二年，就把大部分精力投入到对地震的研究工作，经过反复研究、

　　试验，终于在公元132年制成了世界上第一架测定地震的仪器——地动仪。这个仪器是用青

　　铜铸

　　造的，圆圆的，像一个大酒樽子。它的周围镶着八条龙，按照东、南、西、北、东北

　　、东

　　南、西北、西南八个方向排列着。龙嘴里都含着一粒小铜球，在龙头的嘴巴下面，蹲着八

　　个昂头张着大嘴的铜蛤蟆。在

　　哪儿发生地震，对准那个方向的龙嘴就会张开，龙嘴里的铜球就落在铜蛤蟆的嘴里，告诉人

　　们那个方向发生了地震。张衡的地动仪是阳嘉元年（公元132年）发明的，比世界上其他

　　国家的同类仪器早1 700多年。

　　公元138年二月的一天，张衡的地动仪正对西方的龙嘴突

　　然张开来，吐出了铜球。按照张衡的设计，这就是报告西部发生

　　了地震。

　　可是，那一天洛阳一点也没有地震的迹象，也没有听说附近

　　有哪儿发生了地震。因此，大伙儿议论纷纷，都说张衡的地动仪

　　是骗人的玩意儿，甚至有人说他有意造谣生事。

　　过了几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的

　　金城、陇西一带发生了大地震，连山都崩塌下来。大伙儿这才信

　　服。

　　张衡制造地动仪的同时，还研制了一架测定风向的仪器——候风仪。

　　在数学方面，张衡计算出的圆周率为3162；在机械方面，他发明了“可使自转”的自

　　动车和一种能够自己飞行的“木鸟”；在地理学方面，他绘制了一幅《地形图》流传了几百

　　年，这幅画不仅在地理学上有价值，同时也是一幅绘画艺术珍品。他在擅长绘画，据史书载

　　，他特别喜欢画怪兽。他是东汉四大画家之一。

　　大约永

　　合三年（公元138年），张衡正式上书表达了辞官归乡的想法，但未获准，反被召至

　　京城升任尚书。

　　他上任不久就卧床不起，次年卒于任所，

　　遗体葬于南阳西鄂。一代科学巨人就这样满怀忧愁，过早离开了人间。张衡不仅是一位大科

　　学家，又是一位大文学家、画家，他的确是一个罕见的全面发展的人物。

　　张衡去世了，世界人民没有忘记他。1970年，国际上以张衡的名字命名了月球背面的一

　　环形山。1977年又将太阳系中一个编号为1802的行星命名为张衡星。张衡的名字与日月同在

　　，与宇宙同在。