张衡(78—139),字平子,南阳西鄂(今河南南阳市)人,是我国东汉时期伟大的天文学家,为我国天文学、机械技术、地震学的发展做出了不可磨灭的贡献;在数学、地理、绘画和文学等方面,张衡也表现出了非凡的才能和广博的学识。

张衡画像
中国古代在很早的时候就对天象有了比较成熟的认识,并提出了盖天说、宣夜说、浑天说等天体学说。张衡是浑天说的代表人物,他作为一个太史令,负责历法、算学以及天文、天象观察等,经过多年的实践与认真观察,他进一步确定了浑天说理论的正确,写出了天文学著作«灵宪»,认为地球是宇宙间的一个天体,并且这个球体是圆形的,阐述了月相、月食变化的原因。为了验证这一天体理论的正确性,他精心研制了漏水转浑天仪,用来演示天象的运行。
为了制造这种能反映天体运行和天象变化的浑天仪,张衡画了许许多多的草图,又用竹篾编成一个模具,对照天体运行现象,多次进行实验,反复研究,几经修改,最后,终于确定了漏水转浑天仪的模型,并找来工匠精心铸造。
浑天仪核心主体是几层均可运转的铜圆圈,最外层圆圈的周长有一丈四尺六寸,每层分别刻着二十八宿、中外星辰以及黄赤道、南北极、二十四节气等天象。为了能让浑天仪自行转动,张衡在浑天仪的旁边加装了一套转动机械,转动机械由一组滴漏壶利用滴水作为动力,带动齿轮,使铜圆圈缓缓转动,因此,叫作漏水转浑天仪,简称浑天仪。浑天仪将各种天体景象展现在人们的眼前,让人一目了然。

这是在首都机场T3楼出港入口标识建筑,是古人张衡创造出的漏水转浑天仪
张衡制造的漏水转浑天仪,设计科学合理、制造精良准确、转动灵活,能准确演示天象。但当时,有人不相信浑天仪能测定天象,张衡就让他们站在院子里观察星空,自己则在灵台的密室里看着浑天仪,报说浑天仪演示的星象位置变化,让他们与实际星空相对照验证,竟然与天象一一相符。
漏水转浑天仪不仅能演示当时的天象,还可以根据需要预测将来日月星辰的走势,大大方便了历法的修订工作。唐宋时代的科学家在此基础上,发明了世界上最早的天文钟。制造出漏水转浑天仪后,张衡对于天文科学的探索并没有止步不前,他又精心研制了地动仪,这是世界上第一台地震仪,比欧洲人造出地震仪早一千七百多年。他又发明了候风仪,一种可以测量风向的铜鸟,也比欧洲的“风信鸡”早一千多年。他还发明了指南车、计里鼓车、独飞木雕等。

地震仪
由于张衡在天文学、机械学、文学等方面的杰出贡献,世界联合国天文组织将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。
本文选自北京社科普及丛书《中华传统文化十四讲》。
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