正文 第4章 發明地動儀的張衡(1 / 1)

張衡(78~139),字平子,是中國東漢傑出的科學家。公元78年生於南陽郡鄂縣石橋鎮(河南省南陽縣城北25千米)的一個沒落官僚家庭。

張衡少年時代天資聰明,刻苦好學,讀過許多經卷典籍。但是他並不滿足,從17歲開始,他離開家鄉,曾到漢朝故都長安遊覽名勝古跡,考察世態人情,又到首都洛陽,就讀於最高學府——太學,終於成為博學多才的學者。

公元100年張衡出任南陽主簿,協助太守辦理文牘。111年應召到京,經過考試以後,被任命為郎中,做文書起草工作。114年升任尚書侍郎,第二年又升任太史令,主持觀測天象、編訂曆法。在這期間,張衡對天文學進行了深入研究,取得一係列成果。132年張衡又升任侍中,在皇帝左右當高級顧問。為了躲避朝廷內部爭鬥,專心從事學術研究,張衡要求調職。136年他出任河間太守,兩年後又要求告老還鄉,但是沒有獲準,被調到京城,出任尚書,執掌朝政政務。

張衡在擔任太史令期間,經過多年的實際天文觀測和對天文學理論的研究,寫下了天文學史上的不朽名著《靈憲》。這是我國第一部重要的天文學理論文獻,集中反映了張衡在研究方麵所取得的偉大成就。

張衡是我國古代渾天說的主要代表之一。在《靈憲》中他明確地指出,大地是一個球:宇宙和天地不是一回事,天地有大小,而“宇之表無極,宙之端無窮”,也就是說宇宙是無限的。張衡還根據渾天思想,在公元117年精心設計了一架構造精細的渾天儀,能生動地表演天體的結構和運行,相當於現代的天球儀。它是世界上最早用水力推動的天文儀器。

配合渾天儀,張衡還創製了一種可以表示日期的儀器,名叫“瑞輪莢”,它是科學史上第一架機械計時器。

張衡第一次正確地解釋了月食的成因。他指出,太陽像一團火,向外發射出光;月亮本身不發光,它像水麵那樣能反射光。當地球的影子遮掩了月亮的時候,就引起了月食。

張衡還提出了關於行星運動規律的卓越思想。他認為,金、木、水、火、土五星,視運動的快慢是有規律的,“近天則遲,遠天則速”,也就是說,快慢是由這些行星離運轉中心的遠近決定的。對於同一顆行星來說,離運轉中心近的時候運行快,遠的時候運行慢。開普勒的行星運動三定律的重大發現是在17世紀,而張衡在開普勒之前一千五百年就定性地描述行星運動的快慢和行星到運轉中心的距離的關係,這是難能可貴的。

張衡非常注意地震的研究,公元132年創造出世界上第一架記錄地震的儀器——地動儀。利用它,不但可以知道有沒有發生地震,而且可以測出地震發生的方向。在歐洲,直到18世紀才造出地震儀。地動儀製成以後,許多人不相信它能測定地震。公元38年,安置在洛陽地動儀朝向西方的龍嘴裏,突然吐出了銅球,這預示洛陽西部某個地方發生了地震。但是當時的洛陽人都沒有感覺到地震,於是不少學者議論紛紛。過了幾天,洛陽西部一千多裏的隴西郡派人趕到洛陽,報告那裏發生了地震。消息傳開、人們無不信服地驚歎地動儀的高度精確性。

此外,張衡還創製了世界上第一架觀測氣象的儀器,叫做“相風銅鳥”,比歐洲12世紀才出現類似的候風雞早一千多年。

張衡所以能夠攀登上當時科學的高峰,決不是偶然的。他好學不倦,“如川之逝,不舍晝夜”。他勇敢進取,“約己博藝、無堅不鑽”。他實事求是,“捷徑邪至,我不忍以投步”。

他謙虛謹慎,“雖才高於世,而無驕尚之情”。他堅持樸素的唯物主義戰鬥精神,堅決反對風靡於世的讖緯神學,建議“收藏圖,一禁絕之”。正是這些可貴的品質,使張衡對科學作出了偉大的貢獻。

公元139年,張衡在洛陽與世長辭,終年61歲。