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第6章 张衡:地动仪的发明者

公元138年的一天,在距当时的东汉都城洛阳有一千多里的陇西发生了一次大地震。几天后,报信的人骑马赶到京城报告皇帝,大家才知道这件事。一旦得到这个消息,马上全城都轰动了,原来前几天早就有一个人用一个仪器测出了它的方向,但当时并没有一个人相信。这一下,发明了这个仪器的人名扬全国,甚至有人把他看作圣人。

这个人就是张衡,而他发明的这个仪器叫地动仪。张衡出生在南阳县石桥镇。他的祖父曾经做过官,但因为为官清正,家中并没有什么财产。张衡的父亲去世后,他家的日子变得艰难起来。

张衡从小爱读书。除了读书以外,还经常观察工匠们干活。要不就摆弄竹片、树枝,做些精巧的小玩意儿给朋友玩。在石桥镇,几乎没有比他更心灵手巧而且有学问的人了。但他一点也不满足,决定到外地去游学,以增长学问。

在当时,长安是西汉的都城,洛阳又是东汉的都城,人们合称他们为“二京”。张衡决定到“二京”游学。他辞别家乡,首先向西到长安去,开始了他的游学历程。一路上,他四处拜访有学问的人,并把听到和看到的事都记了下来。在洛阳,他结交了许多有学问的人,其中崔瑗便是他的一个好朋友。崔瑗对天文历法很感兴趣,在他的影响下,张衡渐渐开始爱上了天文历法。

由于勤奋好学,张衡很快便成了洛阳城的著名人物。有一次,南阳太守派人来告诉张衡,推荐他去当官。但他谢绝了。他认为做不做官不要紧,要紧的是研究学问。后来官府又几次派人来请张衡去做官,他都没有答应。

几年过去,张衡学问大有长进,名声也越来越卓著了。但他家的生活越来越困窘,正巧南阳太守鲍德又来请他去做官,他想到鲍德是一个有道德有学养的人,就答应了他。于是,张衡在鲍德的手下做了一名主簿,负责处理和起草公文。

在鲍德的手下干了一段时间,张衡帮助老百姓干了许多好事,不断显露出他的才干。鲍德见他果然有才干,更加信任他了。他又建议鲍德建立了郡学,供读书人学习。不久,他又把自己的游学经历写了下来,这便是著名的《二京赋》。他前后用了十年时间,才最后写成。这篇赋一写成,立刻轰动了京城。读书人争着阅读传抄。不过因为它篇幅太长,没有流传下来。

后来,鲍德被调到京城当官,张衡便又回到家中专心研究起学问来了。他开始研究《玄经》,这是一本研究宇宙现象的哲学著作,也谈到了天文历算等问题。这本书对张衡产生了很大影响。他从此把兴趣转移到对宇宙现象的探索里。

有一年,东汉皇帝汉安帝下令,要全国各地推选有学问的人到洛阳做官,张衡也被选到了京城,由于他对天文历法有深入研究,朝廷便任命他当太史令,负责天文、历法、气象、地震等方面的事。张衡从此更专心地研究天文学了。他每天都在认真地观察着星空,不论严冬还是酷暑。通过长期的观察记录,张衡把它都写在一部叫《灵宪》的书里。到现在这部书在天文学史上还占有极高的地位。

张衡不但写书,对观察到的现象加以理论总结,而且将这些加以实践,从而创造出能实际操作的天文仪器。前面说过的地动仪便是一例。另外他还发明了浑天仪。这是一种天文仪器,可以反映天上星星的变化。

浑天仪的制作精巧:他先找来一些竹子,用刀将它劈成片,然后在它们上面刻上度数,再将这些竹片编成一个圆球。然后请木匠将它做成一个木模,再烧铸成铁球。他又想出用漏壶滴水的办法,推动仪器自己转动。他通过计算,在仪器内装了精致的齿轮,当漏壶不停地滴水时,带动仪器绕轴缓缓地旋转起来。漏壶中的水经过一天一夜滴完,仪器也正好转完了一圈。为了说明这个仪器的结构和原理,张衡还写了一本书叫《浑天仪图注》。根据这本书,人们可以知道汉代的浑天仪是什么样子,汉代的人是如何理解天象变化的。

由于张衡生性耿直,得罪了不少人,他们在皇上面前说他的坏话,时间一长,皇上相信了他们的话,便把他调离了京城,到河间任太守。但在河间做太守期间,因为和河间王刘政发生矛盾,他在政治上无所作为,学问又无法再钻研下去,终于在苦闷中与世长辞。

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