第三章 中国传统科学技术的形成
第六节 “无坚不钻”的科学家张衡
目录
第一章 中国传统科学技术的萌芽
第二章 中国传统科学技术的奠基
第二章 中国传统科学技术的奠基
第三章 中国传统科学技术的形成
第三章 中国传统科学技术的形成
第六节 “无坚不钻”的科学家张衡
第三章 中国传统科学技术的形成
第四章 中国传统科学技术的发展
第四章 中国传统科学技术的发展
第四章 中国传统科学技术的发展
第五章 中国传统科学技术的衰落
第五章 中国传统科学技术的衰落
第五章 中国传统科学技术的衰落
第五章 中国传统科学技术的衰落
附录
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张衡曾两次担任掌管天文的官员太史令,共达14年,所以他在天文学方面的贡献最为突出。除了前面提到过的倡导浑天说外,他对古代观测星象的仪器浑仪进行改进,增加了地平环和子午环,使浑仪逐渐完善。他还在前人工作的基础上,创制了演示浑天思想的仪器水运浑象。他以一个直径约五尺的空心铜球表示天球,上画二十八宿,中外星官和互成24度交角的黄道、赤道,球外有地平圈和子午圈,天球半露于地平圈之上,半隐于地平圈之下,天轴则支架在子午圈上,天球可绕天轴转动。他巧妙地把计算时间用的漏壶与浑象联系起来,以漏水为原动力,利用漏壶的等时性,通过齿轮系的传动,使浑象每日均匀地绕轴九-九-藏-书-网旋转一周,这样浑象也就自动地、近似正确地把天象演示出来。这一创造,开了后世水运浑象研制的先声。
张衡字平子,南阳(今河南南阳)人,生于公元78年,卒于公元139年。从青少年时代开始,张衡就非常勤奋地学习各种知识。为了增长自己的学识,青年时期便游学故都长安(今陕西西安)和国都洛阳。从此,他养成了好学不倦的习惯,“如川之逝,不舍昼夜”(崔瑗《河间相张平子碑》),他以“约己博艺,无坚不钻”(《后汉书·张衡传》)作为自己为学的座右铭,不但如饥似渴地汲取既有的知识,而且努力探求未知的学术领域,从而把自己造就成一博学多才的学者,并以杰出的科技贡献而名垂史册。99lib•net
与张衡同时代的崔瑗曾评论他“数术穷天地,制作侔造化”(《后汉书·张衡传》),恰切地概括了张衡在科技方面的才华。为了纪念张衡在科技方面的卓越贡献,国际天文学界把月球背面的一座环形山命名为“张衡环形山”。
此外,张衡精通于数学。他对圆周率进行过研究,给出了两个圆周率的数值,一为730/232,约等于3.1466;一为,约等于3.1622。他著有数学专著《筭罔论》,可惜已散佚。他在地图绘制上也有所贡献,曾绘制一幅地形图,一直流传到唐代。相传他还制造过指南车和记里鼓车,在机械制造方面有很高的造诣。www.99lib.net
前面已经说到张衡是浑天说的集大成者,这只是他的科学工作的一个方面。他是东汉时的杰出科学家,有着多方面的科技贡献,同时他还是著名的文学家。
对于地震问题,张衡也进行深入地研究。他于汉顺帝阳嘉元年(公元132年)创制了世界上第一台地震仪,叫“候风地动仪”。地动仪“以精铜铸成,圆径八尺,合盖www.99lib.net隆起,形似酒樽”(《后汉书·张衡传》),内有精巧的机械构造,外在八个方位各有一条口含小铜丸的龙,龙头下面各有一只张口向上的蟾蜍。一旦发生较强地震,相应方向的龙口就会张开,铜丸落入蟾蜍口中,从而得知地震的时间和方位。据记载,汉永和三年(公元138年)二月初三日,地动仪西侧的龙突然吐出铜丸,而洛阳的人却丝毫没有感觉到地震。过了几天,陇西(今甘肃东南部)有人飞马来报发生地震,时间和方向都与地动仪所示相符,说明了地动仪的可靠性和实用性。

图6 候风地动仪复原图
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张衡在另一有关天文学的著作《灵宪》中,总结了当时的天文知识,论述了宇宙生成和演化的思想。书中还对一系列的天文现象进行探讨,提出许多独到的见解。他认为月食是由于地球的影子遮掩了月亮而引起的;他测得太阳、月亮的视直径约为365.25/730度,相当于现360°制的29'.6,与现代测得的太阳视直径32'.0,月亮视直径29'.6相近或相符;他提出日月五星和恒星与地球的距离有远有近,它们各自运行的轨道也有时接近地球,有时远离地球,而且速度也有快有慢;他测得的恒星有2500颗;……这些,在当时都是相当了不起的成就。
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