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编辑： admin 2017-23-02
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浑天仪
张衡,字平子,章帝建初三年(公元78年),诞生于南阳郡西鄂县石桥镇一个破落的官僚家庭(今河南省南阳市城北五十里石桥镇).祖父张堪是地方官吏,曾任蜀郡太守和渔阳太守.张衡幼年时候,家境已经衰落,有时还要靠亲友的接济.正是这种贫困的生活使他能够接触到社会下层的劳动群众和一些生产、生活实际,从而给他后来的科学创造事业带来了积极的影响.
当时的南阳是经济和文化都很发达的地区,有“南都”之称.张衡在这样的环境熏陶下,加上他自幼刻苦好学,在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础.
由于家中的经卷典籍慢慢地不能满足张衡的求知欲望了,于是从十六岁开始,他便离乡游学,广结学者名流.他曾到汉朝故都长安一带,游览了当地的名胜古迹,考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情.后来他又到了当时的首都洛阳,就读于最高学府——太学.并成为学识比较渊博的学者.当时,地方上曾经推举他做“孝廉”,公府也多次招聘他去做官,但都被他拒绝了.
张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究.他的文学作品很多,风格也各不相同.有的形式短小,重在抒情,如《归田赋》.有的气势磅礴,广写景物,如《二京赋》；有的特色突出,独树一格,如《四愁诗》、《同声歌》等.
和帝永元十二年(公元100年),二十三岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿,掌管文书工作.并在办理政务之余,潜心于文学创作.他以游学长安和洛阳的见闻作为素材,先后花了十年功夫,精心雕琢、反复修改,于安帝永初元年(公元107年)写成著名的《东京赋》和《西京赋》,总称为《二京赋》,为人们广为流传,他画的画也很出色.
后来,鲍德调任,张衡便辞职回家.掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人,几次派人邀请张衡作他的幕僚,以增强自己这一派的势力.但张衡一方面厌恶外戚专权,一方面想专心钻研学问,都坚决地拒绝了.
在张衡三十四岁的时候,他的研究兴趣逐渐转到哲学和自然科学方面.他很喜爱扬雄的哲学著作《太玄经》.《太玄经》的内容涉及天文、历法、数学等方面,引起了他很大的兴趣.《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡以很大的启发.
安帝永初四年(公元111年),张衡应征进京,先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职.其中担任太史令时间最长,前后达十四年之久.太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律(计量和音律)等事务的官员.在他任职期间,对天文历算进行了精湛的研究,做出了重大的贡献.
汉朝时,关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种：盖天说、浑天说和宣夜说.盖天说又称天圆地方说,认为天是圆的,像一把张开的伞,地是方的象一个棋盘；浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋,天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄；宣夜说认为天没有一定的形质,日、月、五星(金、木、水、火、土五大行星)等都飘浮在气体中.
张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察,认真研究了这三种学说,认为浑天说比较符合观测的实际.他继承和发展了前人的浑天理论,大胆地对天象提出了许多新的见解.
张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上,根据自己的浑天说,创制了一个比以前都精确、全面的多的“浑天仪”.创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”.
浑天仪是一个可以转动的空心铜球.铜球外表刻有二十八宿和其他一些恒星的位置；球体内有一根铁轴贯穿球心,轴的两端象征北极和南极.球体的外面装有几个铜圆圈,代表地平圈、子午圈、黄道圈、赤道圈,赤道和黄道上刻有二十四节气.凡是张衡当时知道的重要天文现象,都刻在了浑天仪上.
为了使“浑天仪”能自动转动,张衡又利用水力推动齿轮的原理,用滴壶滴出来的水力推动齿轮,带动空心铜球绕轴旋转.铜球转动一周的速度和地球自转的速度相等.这样,人们坐在屋子里,便能从浑天仪上看到天体运行的情况了.
从公元89年到140年,东汉都城洛阳和陇西一带,共出现过三十三次地震.特别是公元119年,洛阳和其他地区连续发生了两次大地震,促进了张衡加紧对于地震的研究.他终于在公元132年,发明并制造出了我国第一架测报地震的仪器——地动仪.
张衡制造的这台地动仪,相当灵敏准确.公元138年的一天,地动仪精确的测知距离洛阳一千多里的陇西发生地震,表明他的精密程度达到了相当高的水平.欧洲在1880年才制造出类似的地震仪,距张衡已经晚了一千七百多年.
在气象学方面,张衡还创造了一种测定风向的仪器——侯风仪,又叫相风铜鸟.是在一根五丈高的杆顶安放一只衔着花的铜鸟,可以随着风向转动.鸟头所对的方向就是风向.这个仪器和欧洲装在屋顶上的候风鸡相似,但是后风鸡是在十二世纪才出现的,比起张衡的候风仪晚了一千年.
张衡一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献,是我国古代伟大的科学家之一.他谦虚谨慎、勤学不倦.“如川之逝,不舍昼夜”,几十年如同一日,在所从事的事业中表现出了一丝不苟、精益求精、不畏强权、勇于进取的研究风格.而他不慕名利的高尚品德更值得我们学习.
永和四年(公元139年),张衡请求告老还乡不准,又被调到朝中做尚书,但只任职一年就与世长辞了,终年六十一岁.
《灵宪》
张衡一生所著的天文学著作,以《灵宪》最为著名.这是一部阐述天地日月星辰生成和它们的运动的天文理论著作,代表了张衡研究天文的成果.它总结了当时的天文知识,虽然其中也有一些错误,但还是提出了不少先进的科学思想和独到见解.
例如,在阐述浑天理论的时候,虽然仍旧保留着旧的地平概念,并且提出了“天球”的直径问题,但是张衡进一步明确提出在“天球”之外还是有空间的.他说：“过此而往者,未之或知也.未之或知者,宇宙之谓也.宇之表无极,宙之端无穷”.就是说,我们能够观测到的空间是有限的,观测不到的地方是无穷无尽,无始无终的宇宙.这段话明确地提出了宇宙在时间和空间上都是无穷无尽的思想,是十分可贵的.
张衡在《灵宪》中指出月亮本身并不发光,月光是反射的太阳光.他说“夫日譬犹水,火则外光,水则含景.故月光生于日之所照,魄生于日之所蔽；当日则光盈,就日则光尽也”(景就是影,魄指月亮亏缺的部分).他生动形象地把太阳和月亮比做火和水,火能发光,水能反光,指出月光的产生是由于日光照射的缘故,有时看不到月光,是因为太阳光被遮住了.他这种见解在当时是十分新鲜的,也是正确的.
同时,张衡还进一步解释了月食发生的原因.他说：“当日之冲,光常不合者,蔽于地也,是谓暗虚.在星则星微,遇月则食.”这段话的意思是：“望月”时,应该能看到满月,但是有时看不到,这是因为日光被地球遮住的缘故.他将地影的暗处叫做“暗虚”,月亮经过“暗虚”时就发生月食,精辟地阐述了月食的原理.至于“在星则星微”一句,说的是星星碰上“暗虚”就隐而不见了.
现在看来这种说法是不正确的.由于星星距地球极为遥远,又大都是发光的恒星,不象月球一样属于行星,因此没有任何一个星星会进入地球的影子之中而失去了光芒.这是张衡的不足之处.这也可以看出在当时的水平下,古人的研究不可能作到尽善尽美.今人也一样,做任何事情的时候都不可能将事情作的绝对正确,但一定要最大程度的正确反映客观现实.
此外,张衡在《灵宪》中还算出了日、月的角直径,记录了在中原洛阳观察到的恒星二千五百多颗,常明星一百二十四颗,叫得上名字的星约三百二十颗.这和近代天文学家观察的结果是相当接近的.
在张衡的另一部天文著作《浑天仪图注》里还测定出地球绕太阳一年所需的时间是“周天三百六十五度又四分度之一”,这和近代天文学家所测量的时间365天5小时48分46秒的数字十分接近,说明张衡对天文学的研究已经达到了比较高的水平.
类似问题
类似问题1：张衡发明的地动仪有什么作用?[语文科目]
候风地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作.在张衡所处的东汉时代,地震比较频繁.据《后汉书·五行志》记载,自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间,共发生了二十六次大的地震.地震区有时大到几十个郡,引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌,造成了巨大的损失.张衡对地震有不少亲身体验.为了掌握全国地震动态,他经过长年研究,终于在阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪——世界上第一架地震仪.
据《后汉书·张衡传》记载,候风地动仪“以精铜铸成,圆径八尺”,“形似酒樽”,上有隆起的圆盖,仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形.仪器的内部中央有一根铜质“都柱”,柱旁有八条通道,称为“八道,还有巧妙的机、关.樽体外部周围有八个龙头,按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列.龙头和内部通道中的发动机关相连,每个龙头嘴里都衔有一个铜球.对着龙头,八个蟾蜍蹲在地上,个个昂头张嘴,准备承接铜球.当某个地方发生地震时,樽体随之运动,触动机关,使发生地震方向的龙头张开嘴,吐出铜球,落到铜蟾蜍的嘴里,发生很大的声响.于是人们就可以知道地震发生的方向.
类似问题2：张衡为什么要发明地动仪?
科学家嘛,为了准确地知道地震发生地
类似问题3：张衡真的发明了地动仪吗?
不,没有实物.没有图画,没有照片.
中国人都说有,外国人都不承认.
你自己觉得有没有呢?
类似问题4：张衡的地动仪 发明故事[语文科目]
张衡观天察地
张衡是东汉时候杰出的科学家.他从小就爱想问题,对周围的事物,总要寻根究底,弄个水落石出.
在一个夏天的晚上,张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉.他坐在一张竹床上,仰着头,呆呆地看着天空,还不时举手指指划划,认真地数星星.
张衡对爷爷说：“我数的时间久了,看见有的星星位置移动了,原来在天空的,偏到西边去了.有的星星出现了,有的星星又不见了.它们不是在跑动吗?”
爷爷说道：“星星确实是会移动的.你要认识星星,先要看北斗星.你看那边比较明亮的七颗星,连在一起就像烫衣服的熨斗,很容易找到……”
“噢!我找到了!”小张衡很兴奋又问：“那么,它是怎样移动的呢?”
爷爷想了想说：“大约到半夜,它就移到地平线上,到天快亮的时候,这北斗就翻了一个身,倒挂在天空……”
这天晚上,张衡一直睡不着,多次起来看北斗.夜深人静,当他看到那闪烁而明亮的北斗星时,果然倒挂着,他感到多么高兴啊!他想：这北斗为什么会这样转来转去,是什么原因呢?天一亮,他便赶去问爷爷,谁知爷爷也讲不清楚.于是,他带着这个问题,读天文书去了.
后来,张衡长大了,皇帝得知他文才出众,把张衡召到京城洛阳担任太史令,主要是掌管天文历法的事情.
为了探明自然界的奥秘,年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究,还常常站在天文台上观察日月星辰.他想,如果能制造出一种仪器,能够上观天,下察地,预报自然界将要发生的情况,这对人们预防灾害,揭穿那些荒诞的迷信鬼话,该是多么好啊!
于是,张衡把从书本中和观察到的材料,进行分析研究,开始了试制“观天察地”仪器的工作.他把研究的心得先写成一本书,叫做《灵宪》.在这本书里,他告诉人们：天是球型的,像个鸡蛋,天就像鸡蛋壳,包在地的外面,地就像蛋黄,就叫做“浑天说”.
接着,张衡根据这种“浑天说”的理论,开始设计、制造仪器了.不知经过多少个风雨晨昏,熬过多少个不眠之夜,一个当时世界上最先进的天文仪器－－浑天仪诞生了.这个大铜球很像今天的地球仪,它装在一个倾斜的轴上,利用水力转动,它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等.而且在这个人造的天体上,可以准确地看到太空中的星象.张衡说：“天上的星星,能见的共有二千五百颗,但我们经常能看到的却只有一百二十颗.”
后来,张衡经过努力钻研,又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器－－地动仪.这个地动仪也是钢铸造的,形状像个酒坛子,四周铸着八条龙,每条龙口里含着一个小铜球.只要哪一条龙口中的铜球吐了出来,就预示着那个方向发生地震了.测试非常灵验,没有一次不准.
张衡在科学上的创造发明是伟大的,这是由于他从小就爱科学,勤奋地学习钻研和不懈地观察实验,而且能把书本知识和实践经验结合起来,通过自己刻苦研究、创造才获得的.
类似问题5：张衡是怎样发明地动仪的?[语文科目]
汉章帝在位的时期,东汉的政治比较稳定.到汉章帝一死,继承皇位的汉和帝才十岁,窦太后临朝执政,让他的哥哥窦宪掌握了朝政大权,东汉王朝就开始走下坡路了.
在这个时期,出了一位著名的科学家张衡.
张衡是南阳人.十七岁那年,他离开家乡,先后到了长安和洛阳,在太学里用功读书.当时洛阳和长安都是很繁华的城市,城里的王公贵族过的是骄奢淫逸的生活.张衡对这些都看不惯.他写了两篇文学作品《西京赋》和《东京赋》(西京就是长安,东京就是洛阳),讽刺这种现象.据说他为了写这两篇作品,经过深思熟虑,反复修改,前后一共花了十年工夫,可见他研究学问的精神是很认真严肃的.
但是张衡的特长还不是文学,他特别爱好数学和天文研究.朝廷听说张衡是个有学问的人,召他到京里做官,先是在宫里做郎中,后来,担任了太史令,叫他负责观察天文.这个工作正好符合他研究的兴趣.
经过他的观察研究,他断定地球是圆的,月亮是借太阳的照射才反射出光来.他还认为天好像鸡蛋壳,包在地的外面;地好像鸡蛋黄,在天的中间.这种学说虽然不完全精确,但在一千八百多年以前,能说出这种科学的见解来,不能不使后来的天文学家钦佩.
不光是这样,张衡还用铜制造了一种测量天文的仪器,叫做“浑天仪”.上面刻着日月星辰等天文的现象.他设法利用水力来转动这种仪器.据说什么星从东方升起来,什么星向西方落下去,都能在浑天仪上看得清清楚楚.
那个时期,经常发生地震.有时候一年一次,也有一年两次.发生了一次大地震,就影响到好几十个郡,城墙、房屋发生倒坍,还死伤了许多人畜.
当时的封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的征兆,有的还趁机宣传迷信、欺骗人民.
但是,张衡却不信神,不信邪,他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验,发明了一个测报地震的仪器,叫做“地动仪”.
地动仪是用青铜制造的,形状有点像一个酒坛,四围刻铸着八条龙,龙头向八个方向伸着.每条龙的嘴里含了一颗小铜球：龙头下面,蹲了一个铜制的蛤蟆,对准龙嘴张着嘴.哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来,把铜球吐出.铜球掉在蛤蟆的嘴里,发出响亮的声音,就给人发出地震的警报.
公元138年2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,连山都有崩塌下来的.大伙儿这才信服.
可是在那个时候,朝廷掌权的全是宦官或是外戚,像张衡这样有才能的人不但不被重用,反而被打击排挤.张衡做侍中的时候,因为与皇帝接近,宦官怕张衡在皇帝面前揭他们的短,就在皇帝面前讲张衡很多坏话.他被调出了京城,到河间去当国相.
张衡在他六十一岁那年病死.他在我国科学史上留下了光辉的业绩.