張衡(78—139年),字平子,南陽郡西鄂縣(今河南省南陽市臥龍區)人,東漢傑出的天文學家、數學家、發明家、文學家。
全能型發明家
張衡的家族是當地的大姓,張衡的祖父張堪從小就有“聖童”之稱,是光武帝的開國功臣,北擊匈奴,南平蜀地,可謂文武全才。張衡受祖父影響,從小刻苦學習,少年時就會做文章。
張衡十幾歲時,到長安遊學,增長了不少見識,又到京城洛陽,進入太學學習,結識了許多學者。張衡自學五經、六藝,擅長詩歌、賦文,對數學、天文、地理以及機械等都十分精通。張衡雖然多才,卻一點也不驕傲,淡泊名利,官府幾次征召他做官,都被他推辭了。當時國家長期太平無事,王公貴族們奢侈成風,張衡仿照文學家班固的《兩都賦》,花十年時間創作《二京賦》,以諷諫朝廷。
漢安帝聽說張衡擅長數學,封他為太史令,掌管史事、曆法。張衡曾兩次擔任這個職務,前後共十四年。任職期間,他潛心研究天文曆法,寫作《靈憲》《算罔論》等專著。他在《靈憲》中提出了“渾天說”,指出“渾天像一個雞蛋,大地是雞蛋裏的蛋黃,獨自存在於天裏麵,天要比地大。天包著地,就像蛋殼包著蛋黃”。渾天說雖然有一定的局限,但比當時流行的蓋天說進步不小,更能清楚地解釋很多天象。到了唐代,經過曆代天文學家的努力,渾天說徹底戰勝了蓋天說,在我國古代天文學領域稱雄上千年。
張衡根據“渾天說”理論,改進了渾天儀,用來測量天象,演示天體的運行,這是世界上第一台能夠比較準確地觀測天體的儀器。張衡又根據測量數據,改進曆法,使得曆法越來越精密。
132年,張衡又製作了候風地動儀。它用純銅製成,頂蓋突起,像一個酒樽,中間有大柱,旁邊分出八條軌道,安有機關。八條軌道對應八個方位,每個方位均有一條口含銅珠的龍,每條龍的下方有蟾蜍。如果哪個方向發生地震,這個方向龍口裏的銅珠就會掉落到蟾蜍口裏,發出激揚的聲音,提醒觀測者那個方位發生了地震。這種方法是之前所有書籍都不曾記載過的,卻十分靈驗。