汪鑫

張衡是誰

張衡（78年—139年），字平子，生于東漢時(shí)南陽西鄂（今河南省南陽市石橋鎮(zhèn)）的一戶官宦之家。官至尚書，有渾天儀、地動(dòng)儀等多項(xiàng)發(fā)明存世，是我國偉大的科學(xué)家、文學(xué)家。

117年張衡發(fā)明創(chuàng)造的“渾天儀”，是世界上第一臺(tái)用水力推動(dòng)的大型觀察星象的天文儀器，他著的《渾天儀注》《靈憲》等書，繪有較為完整的天文星象圖。132年，張衡發(fā)明了“地動(dòng)儀”，這是人類歷史上第一臺(tái)測定地震方位的科學(xué)儀器，比歐洲早1700多年?！暗貏?dòng)儀”揭開了地震科學(xué)的新紀(jì)元，張衡也成為人類從事地震科學(xué)研究的先驅(qū)和地震學(xué)鼻祖。在數(shù)學(xué)方面，他著有《算網(wǎng)論》，并定出圓周率π=3.1622。這在1800多年前，完全是不可想象的。

了不起的發(fā)明

張衡在科學(xué)技術(shù)、文學(xué)藝術(shù)等方面所取得的杰出成就，不僅是中華民族的光榮和驕傲，也是留給整個(gè)人類歷史的寶貴財(cái)富，后世稱張衡為“木圣”（科圣）。

英國劍橋大學(xué)李約瑟教授在《中國科學(xué)技術(shù)史》第24章“地震學(xué)”中指出：“地震儀的鼻祖出在中國，這一點(diǎn)是毋庸置疑的。這是卓越的科學(xué)家、文學(xué)家張衡的貢獻(xiàn)。關(guān)于張衡，不少現(xiàn)代西方地震學(xué)家，如米爾恩、西伯格、貝爾拉格等，都曾坦率地承認(rèn)張衡在這一方面取得的巨大功績?！?/p>

為了紀(jì)念張衡的功績，人們將小行星1802命名為“張衡小行星”。

1974年美國《地震消息公報(bào)》雜志上，以《漢朝地震計(jì)》專題文章介紹張衡的地動(dòng)儀。

2003年，國際天文聯(lián)合會(huì)將9092號(hào)小行星以張衡的故鄉(xiāng)南陽命名為“南陽星”。

2018年2月2日，“張衡一號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射成功，這是中國首顆觀測地震活動(dòng)的電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星。

人生超級(jí)劇場

天地在我心中

小時(shí)候，每當(dāng)面對(duì)星光閃爍的夜空，我都會(huì)想：天到底有多大？地到底是什么樣子？滿天星辰到底有多少？

是的，在大人眼里，我學(xué)習(xí)十分刻苦，但是我也有很多稀奇古怪的想法，尤其是愛好探索天地之間的奧秘。家里雖然不富裕，但還是無條件支持我讀書，因?yàn)槲页錾诠倩轮遥依锶嗣靼鬃x書的重要性。

在17歲那年，我告別了家人，四處云游，見識(shí)了大好山川。在京城洛陽，我結(jié)識(shí)了很多飽學(xué)之士，經(jīng)常與他們一起討論天文、數(shù)學(xué)、歷法等。這段時(shí)間，我眼界大開，汲取了很多在書本上學(xué)不到的知識(shí)。

從京城回到南陽的家中后，我開始致力于研究天文、歷法等并將揚(yáng)雄著的《太玄經(jīng)》反復(fù)推演，仔細(xì)推敲。十多年后，我的研究成果終于引起了皇帝的注意，他召我進(jìn)京為官。

我從郎中做起，由于我的專長，又被升任為太史令。太史令掌管歷法、觀測天象。從此我十幾年如一日地觀測日月星辰，記錄它們?cè)谔炜者\(yùn)行的規(guī)律。

當(dāng)時(shí)，對(duì)于天象運(yùn)動(dòng)，大家有兩種不同的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)是，天像一個(gè)大斗笠，地像一個(gè)“戴斗笠”的盤，日月星辰都沿著斗笠底移動(dòng)，這種觀點(diǎn)叫作“蓋天說”。另一種觀點(diǎn)是，地球不是孤零零地懸在空中的，而是浮在氣中，因此有可能回旋浮動(dòng)；滿天恒星都布于一個(gè)“天球”上，而日月五星則附于“天球”上運(yùn)行。

我對(duì)這兩種觀點(diǎn)都持著懷疑的態(tài)度，并對(duì)天象進(jìn)行了觀測和研究。最后，我覺得“渾天說”的觀點(diǎn)比較靠譜。

我指出天是圓的，宇宙是無限的，地載萬物，圍著太陽旋轉(zhuǎn)。但是我的這些說法，一般人都不相信，就算相信了，也難以理解。

為了更好地解釋“渾天說”，同時(shí)也出于掌管天文歷法工作的需要，我決定制造一個(gè)新型的天體模型，以此來準(zhǔn)確、生動(dòng)、通俗地展現(xiàn)天象的實(shí)際面貌。

首先，我費(fèi)盡力氣將竹子削成一根根又細(xì)又薄的篾片，又把它彎成一個(gè)個(gè)竹圈，并在上面刻上不同的度數(shù)，然后想辦法把竹圈穿起來。這樣，我用竹片制成了一個(gè)小模型，它代表日月星辰運(yùn)行的軌道。在反復(fù)試驗(yàn)和調(diào)整之后，我讓工匠把它鑄成銅質(zhì)模型，并把這個(gè)模型稱作“渾天儀”。渾天儀以一個(gè)大空心銅球代表天球，上面畫有二十八宿中外星官、互成24度交角的黃道和赤道等，黃道上又標(biāo)有二十四節(jié)氣。緊附于天球外的有地平環(huán)和子午環(huán)等。天體半落于地平環(huán)之上，半隱于地平環(huán)之下。天軸則架在子午環(huán)上，天球可繞天軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，渾天儀又以漏壺流出的水作動(dòng)力，通過齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)和控制，使球體每日均勻地繞天軸旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到自動(dòng)地、非常接近地演示天象的目的。

此外，渾天儀上還帶有一個(gè)日歷，能隨著月亮的盈虧演示一個(gè)月中日期的推移，相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械的日歷。

在一個(gè)皓月當(dāng)空、群星璀璨的夜晚，我邀請(qǐng)了很多人來觀看渾天儀。當(dāng)他們看到渾天儀和屋外天象的變化一模一樣時(shí)，都發(fā)出了驚嘆，從此也開始相信“渾天說”。盡管大家對(duì)我的渾天儀很認(rèn)同，但是作為太史令，我不能沾沾自喜，因?yàn)槲疫€有許多事情要做。比如，國家每年都有很多自然災(zāi)害事故，由于那時(shí)交通落后，信息不發(fā)達(dá)，很多可以避免的損失或者可以及時(shí)開展救護(hù)的事故，都被耽擱了。所以，我決定設(shè)計(jì)一個(gè)地動(dòng)儀，檢測地震發(fā)生的方位。

我設(shè)計(jì)的地動(dòng)儀有8個(gè)方位，每個(gè)方位均有一條口含銅球的龍，在每條龍的下方都有一只銅蛤蟆與之對(duì)應(yīng)。只要一方發(fā)生地震，該方向的龍口所含的銅球便落入蛤蟆口中，由此可測出發(fā)生地震的方向。

其原理就是地動(dòng)儀內(nèi)部正中間設(shè)有“都柱”，即懸錘擺，擺下方有一個(gè)小球，小球位于“米”字形滑道交會(huì)處。地震時(shí)，根據(jù)地震波傳播的方向和頻率，“都柱”會(huì)撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開，吐出銅球。

開始，人們都不相信我說的，都覺得地動(dòng)儀只是一個(gè)好看的模型，沒有實(shí)用價(jià)值。但我知道，地動(dòng)儀總會(huì)有體現(xiàn)它價(jià)值的時(shí)候。

有一天，地動(dòng)儀西方的龍嘴突然張開，吐出一個(gè)銅球。我當(dāng)時(shí)就判斷是京城西方發(fā)生了地震，可人們還是不信。沒過幾天，快馬來報(bào)，隴西發(fā)生了地震，時(shí)間和龍嘴吐出銅球的那天吻合。這下，人們徹底相信了地動(dòng)儀的作用，朝廷也開始使用地動(dòng)儀測定地震方位了。