詳細介紹
張衡，東漢人，章帝建初三年(公元78年)，出生于南陽(yáng)郡西鄂縣石橋鎮(今河南省南陽(yáng)市城北五十里石橋鎮)一個(gè)破落的官僚家庭。
張衡是東漢中期渾天說(shuō)的代表人物之一；他指出月球本身并不發(fā)光，月光其實(shí)是日光的反射；他還正確地解釋了月食的成因，并且認識到宇宙的無(wú)限性和行星運動(dòng)的快慢與距離地球遠近的關(guān)系。
張衡觀(guān)測記錄了兩千五百顆恒星，創(chuàng )制了世界上第一架能比較準確地表演天象的漏水轉渾天儀，還制造出了指南車(chē)、自動(dòng)記里鼓車(chē)、飛行數里的木鳥(niǎo)等等。
張衡共著(zhù)有科學(xué)、哲學(xué)和文學(xué)著(zhù)作三十二篇，其中天文著(zhù)作有《靈憲》和《靈憲圖》等。
為了紀念張衡的功績(jì)，人們將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”，將小行星1802命名為“張衡星”
20世紀中國著(zhù)名文學(xué)家、歷史學(xué)家郭沫若對張衡的評價(jià)是：“如此全面發(fā)展之人物，在世界史中亦所罕見(jiàn)，萬(wàn)祀千齡，令人景仰?！?/p>
祖父張堪是地方官吏，任蜀郡太守和漁陽(yáng)太守。張衡幼年時(shí)候，家境已經(jīng)衰落，有時(shí)還要靠親友的接濟。正是這種貧困的生活使他能夠接觸到社會(huì )下層的勞動(dòng)群眾和一些生產(chǎn)、生活實(shí)際，從而給他后來(lái)的科學(xué)創(chuàng )造事業(yè)帶來(lái)了積極的影響。在數學(xué)、地理、繪畫(huà)和文學(xué)等方面，張衡表現出了非凡的才能和廣博的學(xué)識。
后世稱(chēng)張衡為“科圣”。
生平
張衡出身于名門(mén)望族。其祖父張堪自小志高力行，被人稱(chēng)為圣童，曾把家傳余財數百萬(wàn)讓給他的侄子。光武帝登基后張堪受薦拜官。曾被任為蜀郡太守隨大司馬吳漢討伐割據蜀郡的公孫述，立有大功。其后又領(lǐng)兵抗擊匈奴有功，拜為漁陽(yáng)(今北京附近)太守。曾以數千騎兵擊破匈奴來(lái)犯的一萬(wàn)騎兵。此后在他的任期內匈奴再也沒(méi)有敢來(lái)侵擾。他又教人民耕種，開(kāi)稻田八千頃，人民由此致富。所以，有民謠歌頌他說(shuō)：“張君為政，樂(lè )不可支?！睆埧盀楣偾辶?。伐蜀時(shí)他是首先攻入成都的，但他對公孫述留下的堆積如山的珍寶毫無(wú)所取。蜀郡號稱(chēng)天府，但張堪在奉調離蜀郡太守任時(shí)乘的是一輛破車(chē)，攜帶的只有一卷布被囊。
張衡像他的祖父一樣，自小刻苦向學(xué)，很有文采。16歲以后曾離開(kāi)家鄉到外地游學(xué)。他先到了當時(shí)的學(xué)術(shù)文化中心三輔(今陜西西安一帶)。這一地區壯麗的山河和宏偉的秦漢古都遺址給他提供了豐富的文學(xué)創(chuàng )作素材。以后又到了東漢首都洛陽(yáng)。在那兒，他進(jìn)過(guò)當時(shí)的最高學(xué)府——太學(xué)，結識了一位青年學(xué)者崔瑗，與他結為摯友。崔瑗是當時(shí)的經(jīng)學(xué)家、天文學(xué)家賈逵的學(xué)生，也精通天文、歷法、數學(xué)等學(xué)問(wèn)。和帝永元十二年(公元100年)張衡應南陽(yáng)太守鮑德之請，作了他的主簿，掌管文書(shū)工作。8年后鮑德調任京師，張衡即辭官居家。在南陽(yáng)期間他致力于探討天文、陰陽(yáng)、歷算等學(xué)問(wèn)，并反復研究西漢揚雄著(zhù)的《太玄經(jīng)》。他在這些方面的名聲引起了漢安帝的注意。永初五年(公元111年)張衡被征召進(jìn)京，拜為郎中。
元初元年(公元114年)遷尚書(shū)郎。次年，遷太史令。以后曾調任他職，但5年后復為太史令?？傆嬊昂笕未寺氝_14年之久，張衡許多重大的科學(xué)研究工作都是在這一階段里完成的。順帝陽(yáng)嘉二年(公元133年)升為侍中。但不久受到宦官排擠中傷，于永和元年(公元136年)調到京外，任河間王劉政的相。劉政是個(gè)驕橫奢侈、不守中央法典的人，地方許多豪強與他共為不法。張衡到任后嚴整法紀，打擊豪強，使得上下肅然。3年后，他向順帝上表請求退休，但朝廷卻征拜他為尚書(shū)。此事頗有蹊蹺，因尚書(shū)的官職遠低于侍中或相，他是否應征，史載不彰。就在這一年(永和四年，即公元139年)他即告逝世。
據傳說(shuō)，東漢時(shí)期偉大的科學(xué)家、文學(xué)家張衡曾到過(guò)當時(shí)的隨縣，隨州舊有張衡的讀書(shū)臺。張衡是南陽(yáng)西鄂(今河南南陽(yáng))人，與隨縣同郡且相距不遠，到過(guò)隨州不無(wú)可能。
他曾針對讖緯風(fēng)行于世的現實(shí)，勇敢地給東漢皇帝上疏，認為“國讖（chèn）虛妄，非圣人之法?！辈⒄f(shuō)：“……此皆欺世罔俗……宜收藏國讖。一禁絕之?！?/p>
學(xué)術(shù)成就
張衡是一位具有多方面才能的科學(xué)家。他的成就涉及到天文學(xué)、地震學(xué)、機械技術(shù)、數學(xué)乃至文學(xué)藝術(shù)等許多領(lǐng)域。
張衡在天文學(xué)方面有兩項最重要的工作——著(zhù)《靈憲》，作渾天儀。此外，在歷法方面也有所研究。
《靈憲》是張衡有關(guān)天文學(xué)的一篇代表作，全面體現了張衡在天文學(xué)上的成就和發(fā)展。原文被《后漢書(shū)·天文志》劉昭注所征引而傳世。文中介紹的天文學(xué)要點(diǎn)如下：
他認為宇宙是無(wú)限的，天體的運行是有規律的；月光是日光的反射，月蝕起因于地遮日光，月繞地行且有升降。他認識到太陽(yáng)運行(應是地球公轉)的某些規律，正確解釋了冬季夜長(cháng)、夏季夜短和春分、秋分晝夜等時(shí)的起因。他指出在中原可以見(jiàn)到的星有2500個(gè)，與今人所知略近。他經(jīng)過(guò)對某些天體運轉情況的觀(guān)測，得出一周天為三百六十五度又四分度之一的結論，與近世所測地球繞日一周歷時(shí)365天5小時(shí)48分46秒的數值相差無(wú)幾。
相關(guān)論點(diǎn)
上海古籍出版社于2009年8月1日出版有今人張震澤注有《張衡詩(shī)文集校注》。
(1)宇宙的起源
《靈憲》認為，宇宙最初是一派無(wú)形無(wú)色的陰的精氣，幽清寂寞。這是一個(gè)很長(cháng)的階段，稱(chēng)為“溟滓”。這一階段乃是道之根。從道根產(chǎn)生道干，氣也有了顏色。但是，“渾沌不分”，看不出任何形狀，也量不出它的運動(dòng)速度。這種氣叫做“太素”。這又是個(gè)很長(cháng)的階段，稱(chēng)為“龐鴻”。有了道干以后，開(kāi)始產(chǎn)生物體。這時(shí)，“元氣剖判，剛柔始分，清濁異位，天成于外，地定于內”。天地配合，產(chǎn)生萬(wàn)物。這一階段叫做“太玄”，也就是道之實(shí)?！鹅`憲》把宇宙演化三階段稱(chēng)之為道根、道干、道實(shí)。在解釋有渾沌不分的太素氣時(shí)引了《道德經(jīng)》里的話(huà)：“有物混成，先天地生?！边@些都說(shuō)明了《靈憲》的宇宙起源思想，其淵源是老子的道家哲學(xué)?！鹅`憲》的宇宙起源學(xué)說(shuō)和《淮南子·天文訓》的思想十分相像，不過(guò)《淮南子》認為在氣分清濁之后“清陽(yáng)者薄靡而為天，重濁者凝滯而為地”。天上地下，這是蓋天說(shuō)。而《靈憲》主張清氣所成的天在外，濁氣所成的地在內，這是渾天說(shuō)。
總之，張衡繼承和發(fā)展了中國古代的思想傳統認為宇宙并非生來(lái)就是如此，而是有個(gè)產(chǎn)生和演化的過(guò)程。張衡所代表的思想傳統與西方古代認為宇宙結構亙古不變的思想傳統大異其趣，卻和現代宇宙演化學(xué)說(shuō)的精神有所相通。
(2)關(guān)于宇宙的無(wú)限性
戰國時(shí)代的《尸子》定義說(shuō)，“上下四方曰宇，往古來(lái)今曰宙”。宇就是空間，宙就是時(shí)間。中國的傳統思想是把空間和時(shí)間聯(lián)系在一起的。這一點(diǎn)也和西方古代把二者看成是兩個(gè)互相割裂的概念大不相同。但是，中國和西方一樣，在二者是有限還是無(wú)限的問(wèn)題上歷來(lái)也有爭論?！肚f子》一書(shū)中就有宇宙在空間和時(shí)間上都是無(wú)限的說(shuō)法。而西漢末年的揚雄卻認為“闔天為宇，辟宇為宙”，在空間上是有限的，在時(shí)間上是有起點(diǎn)的。張衡雖然長(cháng)期研究揚雄的《太玄經(jīng)》，并受到揚雄較深的影響，但在宇宙的無(wú)限性上卻不愿遵循揚雄?！鹅`憲》認為人目所見(jiàn)的天地是大小有限的，但是，超出這個(gè)范圍，人們就“未之或知也。未之或知者，宇宙之謂也。宇之表無(wú)極，宙之端無(wú)窮”。宇宙在空間上沒(méi)有邊界，在時(shí)間上沒(méi)有起點(diǎn)。揚雄的思想和目前天文學(xué)界最負盛名的大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)在終極本質(zhì)上是相通的。而張衡的結論卻和當代的辯證唯物主義哲學(xué)相合?？磥?lái)，宇宙有限無(wú)限的問(wèn)題還得長(cháng)期爭論下去。
(3)關(guān)于天地的結構
《靈憲》把天描述成是恒星所在的地方，它是一個(gè)偏心率極小的橢球：“八極之維，徑二億三萬(wàn)二千三百里。南北則短減千里，東西則增廣千里。通而度之，則是渾已?！碧焐嫌幸粋€(gè)北極，樞星正好在這個(gè)位置上。日、月、五星都繞它旋轉。天還有個(gè)南極，是在地底下，人不可見(jiàn)。人目所見(jiàn)的地表面是平的，正在天的中央，“自地至天，半于八極；則地之深亦如之”?？梢?jiàn)，張衡心目中的地是個(gè)半球。在地面上來(lái)說(shuō)，如以8尺高的表在同一天正午測量日影長(cháng)度，則南北相距千里的兩個(gè)地點(diǎn)所量得的表影長(cháng)度相差1寸。
為什么把天地要設想成是個(gè)橢球結構？我們已無(wú)法了解，或許，一種可能是囿于傳統。早在《呂氏春秋·有始覽》中就提到：“凡四海之內，東西二萬(wàn)八千里，南北二萬(wàn)六千里”，東西比南北長(cháng)了二千里?！痘茨献印嬓斡枴分幸惨诉@兩個(gè)數值?？梢?jiàn)古人大概相當相信天、地的東西要比南北來(lái)得長(cháng)。
地平說(shuō)和“表影千里差1寸”的理論，過(guò)去人們曾以為是蓋天說(shuō)的內容。但若據此即認為《靈憲》的天地結構模形是蓋天說(shuō)，那就不當了。渾天模型和蓋天模型最主要的不同在于：渾天的天是球狀的，天可以轉到地下去。天不僅有出于地上的北極，還有隱于地下的南極。蓋天的天則或像一個(gè)蓋子籠罩著(zhù)平地(近人稱(chēng)之為第一次蓋天說(shuō))，或者和地構成二片平行的曲面(近人稱(chēng)之為第二次蓋天說(shuō))?？傊?，天永遠在地之上。天只有北極而不可能有南極。因此，從對天的結構認識來(lái)看，《靈憲》只能劃入渾天說(shuō)而不能視之為蓋天說(shuō)。關(guān)于地的問(wèn)題，必須指出，歷史上的渾蓋之爭，主要在于天而不在于地。直到唐代一行徹底否定了日影千里差1寸的舊說(shuō)之前，水平大地的觀(guān)念還一直存在于渾天說(shuō)中。就是在一行之后，直到西方天文學(xué)傳入之前，我國仍然未能建立起明確的球形大地的數理模型。反倒是《靈憲》中的那種“天圓地平”說(shuō)仍然占有重要地位。
(4)關(guān)于日、月的角直徑
《靈憲》記載，日、月角直徑為整個(gè)天周的“七百三十六分之一”?；涩F代通用角度單位即為29′21″，[根據錢(qián)寶琮的研究，認為《靈憲》的“(日、月)其徑當天周七百三十六分之一，地廣二百四十二分之一”當校改為“(日、月)其徑當天周七百三十分之一，地廣二百三十二分之一”。如此則日、月的角直徑當為 29′35.3″]。這和近代天文測量所得的日和月的平均角直徑值31′59″和31′5″相比，誤差都只有2′左右。以二千年前的觀(guān)測條件而論，張衡測值可謂精確。
在張衡之前的《周髀算經(jīng)》中也介紹過(guò)一個(gè)觀(guān)測：用一根8尺高的竿子垂直立于地面，每當太陽(yáng)過(guò)子午線(xiàn)時(shí)量竿影長(cháng)度。當影長(cháng)正為6尺時(shí)，用一根8尺長(cháng)、孔徑1寸的竹管觀(guān)看太陽(yáng)?！吨荀滤憬?jīng)》認為此時(shí)太陽(yáng)視圓面正好充滿(mǎn)竹管。由此，《周髀算經(jīng)》按照“千里差1寸”的比例關(guān)系，求得此時(shí)太陽(yáng)距人目為10萬(wàn)里，進(jìn)而求得太陽(yáng)的線(xiàn)直徑為1250里。由于“千里差1寸”等基本出發(fā)點(diǎn)都是錯誤的，因而《周髀算經(jīng)》所得極為荒謬(太陽(yáng)的線(xiàn)直徑實(shí)際為139.1萬(wàn)公里)。就觀(guān)測本身而論，《周髀算經(jīng)》的結果也是相當粗疏的。按竹管長(cháng)8尺，孔徑1寸計算，太陽(yáng)角直徑為42′58″。誤差比《靈憲》所載大多了。
(5)關(guān)于月食原因
在張衡之前，人們已對日食的原因有所認識。西漢的劉向就說(shuō)過(guò)：“日蝕者，月往蔽之”(見(jiàn)《開(kāi)元占經(jīng)》卷九所引)。東漢王充在《論衡·說(shuō)日篇》中引述過(guò)別人的一種更明確的說(shuō)法：“或說(shuō)，日食者月掩之也。日在上，月在下，障于日之形也?！倍鴮τ谠率吃?，則在張衡之前尚無(wú)明晰的解釋。大概正是針對這種狀況，張衡在《靈憲》中就未及日食原因，而是專(zhuān)門(mén)論述了月食的原因：“月，光生于日之所照；魄生于日之所蔽。當日則光盈，就日則光盡也。眾星被耀，因水轉光。當日之沖，光常不合者，蔽于地也，是謂虛。在星星微，月過(guò)則食?！?這段話(huà)中說(shuō)到，月亮本身是不發(fā)光的，太陽(yáng)光照到月亮上才產(chǎn)生光月。月亮之所以出現有虧缺的部分，就是因為這一部分照不到日光。所以，當月和日正相對時(shí)，就出現滿(mǎn)月。當月向日靠近時(shí)，月亮虧缺就越來(lái)越大，終至完全不見(jiàn)。這樣一種月相理論，在《周髀算經(jīng)》中已有大概：“日兆(按：通照)月，月光乃生，故成明月?！蔽鳚h京房說(shuō)得更為明確：“先師以為日似彈丸，月似鏡體；或以為月亦似彈丸，日照處則明，不照處則暗”(《開(kāi)元占經(jīng)》卷一引)。張衡的月相理論和他們沒(méi)有本質(zhì)的差別，所突出的是張衡強調了月相與日、月相對位置的關(guān)系。但這樣一來(lái)人們自然要問(wèn)，既然“當日則光盈”，那么何以有時(shí)候當日時(shí)會(huì )有月食呢？對此，張衡回答說(shuō)：“蔽于地也”，即大地擋住了日光，使日光照不到月亮上去了。張衡把這塊大地所產(chǎn)生的影子起個(gè)名字叫“虛”。月亮進(jìn)入虛時(shí)就發(fā)生月食?！鹅`憲》對月食原因的闡述是很科學(xué)的。
不過(guò)，再仔細思考一下虛，人們又會(huì )提出問(wèn)題。按照《靈憲》所說(shuō)的天地結構，地是其下部與天球相密合的半橢球。那么：(i)要使日、月能沒(méi)入地平且能在地下運動(dòng)，日、月就只能是兩個(gè)無(wú)厚的圓面，這就和上面說(shuō)的月相理論相矛盾。(ii)太陽(yáng)沒(méi)入地平后光線(xiàn)就會(huì )被地半球完全擋住，無(wú)論什么時(shí)候也不會(huì )投射上月亮。這樣，晚上的月亮應該總是看不見(jiàn)的，這也就根本談不上月食的問(wèn)題了。要解釋這兩個(gè)矛盾，只能認為《靈憲》中的地有二層不同的含義。第一層含義是相對天來(lái)說(shuō)的地，那是個(gè)半橢球。第二層含義是相對日、月來(lái)說(shuō)的，那是孤懸在天球中央的一個(gè)較小的固體物?；蛘?，可以把這二層含義統一起來(lái)說(shuō)：孤懸在天內的是一片陸地，此外的地則全是水，故能與天球下半相密合。這樣理解之下，則日、月仍可是個(gè)圓球；而日到水下之后日光仍能穿透水而照射到月亮上，只有那塊相對較小的陸地才能產(chǎn)生一塊虛。當然，在這樣推測的時(shí)候還得再補充一點(diǎn)，即應該認為在張衡看來(lái)，水是一種透明度較高的物質(zhì)，所以深入地下之后的日光仍能穿透厚厚的水層而射到月亮，產(chǎn)生皓然明月。
(6)關(guān)于五星的運動(dòng)
《靈憲》中提出了4點(diǎn)極有價(jià)值的見(jiàn)解。第一，日、月、五星并非是在天球球殼上，它們是在天地之間運行，距地的遠近各有不同。第二，這7個(gè)天體的運動(dòng)速度也不同，離地近的速度快，離地遠的速度就慢。第三，《靈憲》用天的力量來(lái)說(shuō)明行星之所以有留、逆、遲、速等運動(dòng)變化現象(“天道者貴順也。近天則遲，遠天則速。行則屈，屈則留回，留回則逆，逆則遲，迫于天也”)。第四，按照五星離地遠近及其運行的快慢，可以將它們分成兩類(lèi)。一類(lèi)附于月，屬陰，包括水星和金星。另一類(lèi)附于日，屬陽(yáng)，包括火星、木星和土星。
《靈憲》上述這4點(diǎn)都很有意思。其中第一點(diǎn)可以說(shuō)基本上是正確的，雖然實(shí)際情況要比這種概括復雜得多。第二點(diǎn)則與古希臘人的思想完全相合。而在中國，則在張衡之前還沒(méi)有人提起過(guò)，并且在他之后也未對此點(diǎn)給予重視，這就使中國古代數理天文學(xué)的發(fā)展受到很大的局限。第三點(diǎn)雖然說(shuō)得非常含混難解，而且完全不正確，但它卻顯然是在尋求說(shuō)明行星運動(dòng)之所以有順逆遲速的力學(xué)原因。這種努力的本身值得在整個(gè)天文學(xué)史上大書(shū)一筆。1500多年之后，王錫闡在《五星行度解》里提到了類(lèi)似的思想，并進(jìn)一步提出了天對日、月、五星有一種類(lèi)似磁石吸針的力量。王錫闡的思想的力學(xué)性就更明確了。雖然張衡、王錫闡的思想都并不正確，但是行星和它們的衛星(月亮是地球的衛星，地球是一顆行星)的運動(dòng)，的確都是受到萬(wàn)有引力定律所支配的。因此，追究這些天體運動(dòng)中的力學(xué)原因無(wú)疑是一個(gè)正確的方向。在西方，對于這種力學(xué)原因的探討在張衡之后的1000多年里仍然是沒(méi)有的。許多偉大的希臘天文學(xué)家都只有對日、月、五星的運動(dòng)作精細的運動(dòng)學(xué)描述，而從未想到過(guò)解釋其力學(xué)原因。力學(xué)原因的探討要直到16世紀科學(xué)革命開(kāi)始之后才被提出來(lái)。第四點(diǎn)也很有意思?！鹅`憲》的行星分類(lèi)正好是太陽(yáng)系中內行星與外行星的分類(lèi)。當然，現在我們知道，所有的行星，包括地球，都是繞太陽(yáng)轉的，而月亮則是繞地球轉的。所以，“附于月”的說(shuō)法當然是錯誤的。之所以會(huì )有這樣的錯誤，是因為張衡和其他古人一樣，把月亮作為陰的代表。不過(guò)，從金、水兩內行星的運動(dòng)來(lái)說(shuō)，人目所見(jiàn)的鮮有和外行星有截然不同的地方。那就是，外行星只能從晨出于東方開(kāi)始一個(gè)會(huì )合周期。而內行星則在一個(gè)會(huì )合周期不但可以晨出于東方，而且還可以像月亮一樣，昏出于西方。正是由于這種昏出于西方的相似性，《靈憲》才提出“附于月”的說(shuō)法。
(7)關(guān)于星官
滿(mǎn)天繁星，古人將它們組合成一個(gè)個(gè)星組，以便于對它們進(jìn)行辨認和觀(guān)測。這些星組少則一星，多則數十星。這樣的星組古人稱(chēng)之為星官。由于各個(gè)天文學(xué)家的取舍、組合方法并不都相同，因此形成了許多家不同的星官體系。直到張衡時(shí)代，流傳于世的星官體系有以《史記·天官書(shū)》為代表的體系，有石氏、甘氏、黃帝以及“海人之占”等等的體系。對這些各有特色的體系，張衡作了一番比較、整理和匯總的工作，發(fā)展出了一整套收羅恒星最多的新體系?！鹅`憲》記載，其中“中外之官常明者百有二十四，可名者三百二十，為星二千五百，而海人之占未存焉”。張衡的這一星官體系整理工作比(三國吳)天文學(xué)家陳卓總結甘、石、巫咸三家星官的時(shí)代要早100多年，而且所包括的星官、星數比陳卓要多得多(陳卓所總結的有283官1464星)，成就當然要比陳卓大?？上埡庑枪袤w系已經(jīng)失傳，這是我國恒星觀(guān)測史上的重大損失。
與恒星星官有關(guān)的一個(gè)問(wèn)題是，《靈憲》中提出了星空里還存在一種“微星”即很暗弱的星，其數有11520顆。這個(gè)數字并非嚴格得自實(shí)測，而是來(lái)自《易經(jīng)》中神秘的“萬(wàn)物之數”。數字當然是不正確的。但張衡認為有微星存在，且星數比亮星多得多，這卻是符合客觀(guān)實(shí)際的。
(8)流星和隕星
天空中除了日、月、星(古稱(chēng)三光。星包括行星和恒星)這些常見(jiàn)成員外，還不時(shí)見(jiàn)到流星之類(lèi)的天體?！鹅`憲》認為“及其(按：指三光)衰也，神歇精■，于是有隕星。然則奔星之所墜，至地則石矣”。這里，張衡繼承了前人“星墜至地則石也”(《史記·天官書(shū)》)的思想，對隕石的來(lái)源予以較正確的解釋。同時(shí)，張衡還探討了隕星產(chǎn)生的原因，認為是與日、月、星的衰敗有關(guān)。雖然這個(gè)想法不正確(太陽(yáng)系內有一些大大小小的流星體，當它們在運行中與地球相遇，進(jìn)入大氣層后因摩擦而燃燒，便成為流星；較大的流星體在大氣層中未及燒盡而墜落地面，便成為隕星，或稱(chēng)隕石)，但是，每個(gè)天體都有發(fā)展到“衰”敗死亡的階段，這卻是非?？茖W(xué)的結論。張衡的這個(gè)思想非常合乎辯證法，而且也正是西方古代天文學(xué)中所缺乏的。
與隕石相聯(lián)系，《靈憲》中對恒星的產(chǎn)生也有一種解釋?zhuān)骸暗赜猩皆?，以宣其氣，精種為星。星也者，體生于地，精成于天?！边@種星生于地的見(jiàn)解當然是完全錯誤的。它是當時(shí)已流行了幾百年的天地相應的思想的反映?！鹅`憲》說(shuō)道：“在天成象，在地成形。天有九位，地有九域。天有三辰，地有三形。有象可效，有形可度。情性萬(wàn)殊，旁通感薄，自然相生，莫之能紀?！边@些所謂天地之間的對應，純粹出于人的主觀(guān)附會(huì )，毫無(wú)內涵上的科學(xué)聯(lián)系。例如，所謂天的九位(即古人所謂九天)和地的九域(即所謂九州)全都是中國古人的人為劃分。所以，這種相應純屬數字偶合。不過(guò)，張衡之所以會(huì )有山岳之精氣上升為星的想法，原因即在于他見(jiàn)到的隕星至地都是石頭，而山岳則正是最多石頭的地方。石頭又怎能上天？所以必然會(huì )想到這是山岳的精氣，這就可以上升到天上成為星。這些反映了隕石來(lái)自天外的思想。而在西方，直到17世紀，還有天文學(xué)家認為隕石并非來(lái)自地外的說(shuō)法。
《靈憲》作為一篇杰出的古代天文學(xué)著(zhù)作，當然仍會(huì )有許多不足的地方。除了前面已經(jīng)提到的各點(diǎn)外，比如文中還把嫦娥奔月的神話(huà)當作事實(shí)記載在內，甚至說(shuō)嫦娥入月后化成了蟾蜍。至于文中流露的種種星占術(shù)思想，那是當時(shí)整個(gè)時(shí)代的風(fēng)氣，倒也不必去苛求張衡?？傊?，盡管《靈憲》有一些缺點(diǎn)，但是它在天文學(xué)史上的意義并不因此而遜色。梁代劉昭贊頌張衡是“天文之妙，冠絕一代”，其評價(jià)的主要根據之一就是《靈憲》這篇杰出的著(zhù)作。
發(fā)明創(chuàng )造
多級刻漏 刻漏是我國古代最重要的計時(shí)儀器。目前傳世的三件西漢時(shí)代的刻漏，都是所謂“泄水型沉箭式單漏”。這種刻漏只有一只圓柱形盛水容器。器底部伸出一根小管，向外滴水。容器內水面不斷降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所托著(zhù)的刻箭也逐漸下降?？碳┻^(guò)容器蓋上的孔，向外伸出，從孔沿即可讀得時(shí)刻讀數。這種刻漏的計時(shí)準確性主要決定于漏水滴出的速度是否均勻。而滴水速度則與管口的水壓成正比變化。即隨著(zhù)水的滴失，容器內水面越來(lái)越降低，水的滴出速度也會(huì )越來(lái)越慢?！ 榱颂岣呖搪┻\行的均勻性和準確性，古人想了兩步對策。第一步是把泄水型沉箭式改為蓄水型浮箭式，即把刻漏滴出的水收到另一個(gè)圓柱形容器內，把箭舟和刻箭都放在這個(gè)蓄水容器內，積水逐漸增多，箭舟托著(zhù)刻箭漸逐上升，由此來(lái)求得時(shí)刻讀數。第二步則是在滴水器之上再加一具滴水器。上面的滴水器滴出的水補充下面滴失的水，這樣，可使下面的滴水器水面的下降大大延緩，從而使下面的滴水器出水速度的穩定性得到提高。這樣的刻漏稱(chēng)為二級刻漏。如果按這思路類(lèi)推，可以在二級刻漏之上再加一級，則刻漏運行的穩定性又可提高。這就成了三級刻漏，如此等等。大概在隋唐以后，中國發(fā)展出了四級和四級以上的刻漏。不過(guò)，關(guān)鍵的從單漏到二級漏這一步發(fā)生在什么時(shí)代？在張衡以前的文獻和考古實(shí)物中都沒(méi)有提供明顯的資料?！ 〔贿^(guò)在一篇題為《張衡漏水轉渾天儀制》的文章中描述了張衡所用的刻漏是一組二級刻漏。這篇文章當是張衡或其同時(shí)代人的作品，原文已佚，現只在唐初的《初學(xué)記》卷二十五中留有幾段殘文。文如下：“以銅為器，再疊差置。實(shí)以清水，下各開(kāi)孔。以玉虬吐漏水入兩壺，右為夜，左為晝”?！?蓋上又)鑄金銅仙人，居左壺；為金胥徒，居右壺”?！耙宰笫职鸭?，右手指刻，以別天時(shí)早晚”。其中所謂疊置當是指二具刻漏上下放置。所謂差置是指上下二具容器放置得不相重而有所錯開(kāi)。所謂再疊差置當是指有三層容器錯開(kāi)疊放。至于下面的蓄水壺又分左、右兩把，那是因為古代的時(shí)刻制度夜間和白天有所不同，所以張衡干脆就用二把。同時(shí)，這樣也便于刻漏的連續運行。
渾天儀 張衡在創(chuàng )作了渾天儀之后曾寫(xiě)過(guò)一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《后漢書(shū)·律歷志》時(shí)作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標題為《張衡渾儀》。稱(chēng)之為“渾儀”可能是劉昭所作的一種簡(jiǎn)化。在古代，儀器的定名并不嚴格。雖然后世將“渾儀”一詞規范為專(zhuān)指觀(guān)測儀器，但在隋、唐以前，“渾儀”也可用于表演儀器。劉昭所引此文與前面提到的《張衡漏水轉渾天儀制》是否原屬一篇文章，此事也已無(wú)可考。不過(guò)從二者標題文字相差甚大這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，說(shuō)是二篇文章也是有理由的。不管這事究竟如何，單說(shuō)劉昭所引，近人已有證明，它應是張衡原作?！ ∥覀兛疾靹⒄阉倪@一段文字大約有三個(gè)內容。第一部分講渾天學(xué)說(shuō)和渾天儀中天極、赤道和黃道三者相互關(guān)系及彼此相去度數。第二部分講所謂黃赤道差的求法和這種差數的變化規律。這是這一殘文中的最多篇幅部分。第三部分講黃道二十八宿距度以及冬、夏至點(diǎn)的黃道位置。仔細研究這篇殘文可以得到兩點(diǎn)重要信息?！ ∑湟?，文中介紹了在天球儀上直接比量以求取黃道度數的辦法：用一根竹篾，穿在天球兩極。篾的長(cháng)度正與天球半圓周相等。將竹篾從冬至點(diǎn)開(kāi)始，沿赤道一度一度移動(dòng)過(guò)去，讀取竹篾中線(xiàn)所截的黃道度數，將此數與相應的赤道度數相減，即得該赤道度數(或黃道度數)下的黃赤道差。從這種比量方法可以悟得，中國古代并無(wú)像古希臘那樣的黃經(jīng)圈概念。中國古代的黃道度數實(shí)際是以赤經(jīng)圈為標準，截取黃道上的弧段而得。這種以赤極為基本點(diǎn)所求得的黃經(jīng)度數，今人名之為“偽黃經(jīng)”、“極黃經(jīng)”(實(shí)際當名為“赤極黃經(jīng)”)等等。對于像太陽(yáng)這樣在黃道上運動(dòng)的天體，其偽黃經(jīng)度數和真正的黃經(jīng)度數是相等的。而對黃道之外的天體，則二者是有區別的(當然，除了正好在二至圈——過(guò)冬、夏至點(diǎn)及赤極、黃極的大圓——上的點(diǎn)之外)，距黃道越遠，差別越大?！ ∑涠?，文中給出了所謂黃赤道差的變化規律。將赤道均分為24等分。用上述方法求取每一分段相當的黃道度數。此度數與相應赤道度數的差即所謂黃赤道差。這是中國古代所求得的第一個(gè)黃赤道差規律。黃赤道差后來(lái)在中國歷法計算中起了很重要的作用，作為首創(chuàng )者的張衡其貢獻也是不可磨滅的?！ 〕藙⒄阉倪@段文字之外，在晉、隋兩《書(shū)》的“天文志”里所引述的葛洪的話(huà)中轉引了一段題為《渾天儀注》的文字；在唐代《開(kāi)元占經(jīng)》第一卷里編有一段題為《張衡渾儀注》和一段題為《張衡渾儀圖注》的文字。把這3段文字和劉昭所引的《渾儀》一文相比較后可以知道，葛洪所引的《渾天儀注》這段文字不見(jiàn)于劉昭所引，而見(jiàn)于《張衡渾儀注》中?！稄埡鉁唭x注》的剩余部分和《張衡渾儀圖注》即是劉昭所引文字的分割，但又有所增刪。除此之外，在《開(kāi)元占經(jīng)》卷二十六“填星占”中還有3小段題為《渾儀》的文字；卷六十五的“天市垣占”下小注中有題為《張衡渾儀》的文字一句。這4段文字也不見(jiàn)于劉昭所引?？偫ㄉ鲜銮闆r，可以得出兩點(diǎn)結論：其一，劉昭所引只是張衡《渾儀》一文的節選。張衡原文的內容更為豐富一些。但豐富到何種程度，現已無(wú)可考。且自《隋書(shū)· 經(jīng)籍志》以來(lái)的目錄著(zhù)作中，對《渾儀》(或《渾天儀》)一文從來(lái)只標注為“一卷”。因此，想來(lái)不會(huì )有驚人的數量出入。其二，張衡《渾儀》一文確曾被人作過(guò)注，還補過(guò)圖注。注和圖注大概不是一人所注，且大概不是張衡本人所加，否則就不會(huì )有單獨的《渾儀》一文的存在了?！ ∵@幾段與《渾儀》有關(guān)的文字中當代研究家最關(guān)心的是葛洪所引的《渾天儀注》是否是張衡原作的問(wèn)題。因為這一段文字素來(lái)被現代研究家視作中國古代渾天說(shuō)的代表作，甚至視其地位猶在《靈憲》之上。過(guò)去人們當然把它看作是張衡的作品。但到70年代末，有人對此提出了全盤(pán)的否定。認為所有冠以或不冠以張衡之名的《渾儀》、《渾儀注》、《渾儀圖注》、《渾天儀注》等等都是后人的作品。嗣后，又有人對之作了全面的辯駁，維護了傳統的觀(guān)點(diǎn)。這一段爭論前后歷時(shí)長(cháng)達12年?，F在看來(lái)，全面否定張衡有《渾天儀》一文傳世的論點(diǎn)已基本失敗，即至少可以肯定，劉昭所引的《渾儀》一文是張衡原作。但否定者仍有其歷史貢獻，他啟發(fā)人們去注意古代文獻流傳中的復雜情況。例如，過(guò)去人們并未認識到《渾儀》一文還有行星和恒星等方面的內容。同時(shí)，也仍然還有理由可以懷疑葛洪所引《渾天儀注》一段是否是張衡原注。因為第一，這一段名之為“注”，而在古代文獻中，加不加“注”字是有本質(zhì)差別的。不加“注”字的是指原文，加“注”字的就有注文。既然有不加注字的《渾天儀》，則加“注”字的《渾天儀注》就不只是《渾天儀》原文，而且還有注文。第二，《渾天儀注》的思想就其正確面而言，并不超出《靈憲》。如果我們把《靈憲》中的地看作是浮于水面，孤居天中央，遠較天為小的陸地的話(huà)，那么這與《渾天儀注》所說(shuō)的“地如雞子中黃，孤居于天內，天大而地小。天表里有水，天之包地猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮”等這段綱領(lǐng)性的話(huà)并無(wú)矛盾。反之，《渾天儀注》中認為“北極……出地上三十六度”，這段話(huà)當不可能是注重實(shí)際觀(guān)測的張衡的結論。張衡的誕生地南陽(yáng)，長(cháng)期當太史令的地點(diǎn)洛陽(yáng)，都不會(huì )有北極出地三十六度的現象。根據他曾到過(guò)全國很多地方的經(jīng)歷來(lái)看，張衡也似乎不應有北極出地為固定值的概念。這大概也正是他在《靈憲》一文中未提北極出地數值的原因。有鑒于此，寧可把《渾天儀注》的作者問(wèn)題作為存疑，而期待今后的研究與發(fā)現。
瑞輪 莢更是一件前所未有的機械裝置。所謂莢是一種神話(huà)中的植物。據說(shuō)長(cháng)在堯帝的居室階下。隨著(zhù)新月的出現，1天長(cháng)1個(gè)莢，到滿(mǎn)月時(shí)長(cháng)到15個(gè)莢。過(guò)了月圓之后，就一天掉1個(gè)莢。這樣，數一數莢的莢數就可以知道今天是在一個(gè)朔望月中的哪一天和這天的月相了。這個(gè)神話(huà)曲折地反映了堯帝時(shí)天文歷法的進(jìn)步。張衡的機械裝置就是在這個(gè)神話(huà)的啟發(fā)下發(fā)明的。聽(tīng)謂“隨月盈虛，依歷開(kāi)落”，其作用就相當于現今鐘表中的日期顯示?！ ∵z憾的是關(guān)于張衡渾天儀中的動(dòng)力和傳動(dòng)裝置的具體情況史書(shū)沒(méi)有留下記載。張衡寫(xiě)的有關(guān)渾天儀的文章也只留存片斷。這片斷中也沒(méi)有提及動(dòng)力和傳動(dòng)裝置問(wèn)題。近幾十年來(lái)，人們曾運用現代機械科技知識對這個(gè)裝置作了一些探討。最初，人們曾認為是由一個(gè)水輪帶動(dòng)一組齒輪系統構成。但因有記載明言渾天儀是“以漏水轉之”，而又有記載明言這漏水又是流入一把承水壺中以計量時(shí)間的。因此，就不能把這漏水再用來(lái)推動(dòng)原動(dòng)水輪。所以，原動(dòng)水輪加齒輪傳動(dòng)系統的方案近年來(lái)受到了懷疑。最近有人提出了一種完全不同的設計。他們把漏壺中的浮子用繩索繞過(guò)天球極軸，和一個(gè)平衡重錘相連。當漏壺受水時(shí)壺中水量增加，浮子上升，繩索另一頭的平衡錘下降。這時(shí)繩索牽動(dòng)天球極軸，產(chǎn)生轉動(dòng)。此種結構比水輪帶動(dòng)齒輪系的結構較為合理。因為(i)張衡時(shí)代的齒輪構造尚相當粗糙，難以滿(mǎn)足張衡渾天儀的精度要求。(ii)這個(gè)齒輪系必含有相當數量的齒輪，而齒輪越多，帶動(dòng)齒輪旋轉的動(dòng)力就必須越大。漏壺細小緩慢的水流量就越難以驅動(dòng)這個(gè)系統。(iii)更關(guān)鍵的是前面已提到的漏壺流水無(wú)法既推動(dòng)儀器，又用于顯示時(shí)刻。而浮子控制的繩索傳動(dòng)就可避開(kāi)上述三大困難。人們已就此設想做過(guò)小型的模擬實(shí)驗。用一個(gè)直徑為6.5厘米，高3.5厘米的圓柱形浮子和一塊27克重的平衡重錘，就可通過(guò)繩索帶動(dòng)質(zhì)量為1040克的旋轉軸體作比較均勻的轉動(dòng)。其不均勻的躍動(dòng)在一晝夜中不過(guò)數次，且躍動(dòng)范圍多在2°以下，這種誤差在古代的條件下是可以允許的。因此，看來(lái)浮子- 平衡重錘- 繩索系統比原動(dòng)水輪- 齒輪系統的合理性要大一些。不過(guò)，張衡的儀器是個(gè)直徑達1米以上的銅制大物。目前的小型實(shí)驗尚不足以保證在張衡的儀器情況下也能成功，還有待更進(jìn)一步的條件極相近的模擬實(shí)驗才能作出更可信的結論?！ 〔还軓埡獾膭?dòng)力和傳動(dòng)系統的實(shí)情究竟如何，總之，他是用一個(gè)機械系統來(lái)實(shí)現一種與自然界的天球旋轉相同步的機械運動(dòng)。這種作法本身在中國是史無(wú)前例的。由此開(kāi)始，我們誕生了一個(gè)制造水運儀象的傳統，它力圖用機械運動(dòng)來(lái)精確地反映天球的周日轉動(dòng)。而直到20世紀下半葉原子鐘發(fā)明和采用之前，一切機械鐘表都是以地球自轉，亦即天球的周日轉動(dòng)為基礎的。所以，中國的水運儀象傳統乃是后世機械鐘表的肇始。誠然，在公元前4世紀到公元前1世紀的希臘化時(shí)代，西方也出現過(guò)一種浮子升降鐘(anaphoric clock)，它的結構和最近人們所設想的浮子- 平衡錘- 繩索系統渾天儀相仿，不過(guò)其中所帶動(dòng)的不是一架天球儀，而是一塊平面星圖?？墒窃陔S后的羅馬時(shí)代和黑暗的中世紀，浮子升降鐘的傳統完全中斷而消失。所以，中國的水運儀象傳統對后世機械鐘表的發(fā)展具有極其重要的意義。而這個(gè)傳統的創(chuàng )始者張衡的功績(jì)自然也是不可磨滅的?！ 漠敃r(shí)人的描述來(lái)看，張衡渾天儀能和自然界的天球的轉動(dòng)配合得絲絲入扣，“皆如合符”，可見(jiàn)渾天儀的轉動(dòng)速度的穩定性相當高。而渾天儀是以刻漏的運行為基礎的。由此可以知道，張衡的刻漏技術(shù)也很高明。
地動(dòng)儀 公元132年，我國著(zhù)名科學(xué)家張衡發(fā)明了最早的地震儀，稱(chēng)為候風(fēng)地動(dòng)儀。它有八個(gè)方位，每個(gè)方位上均有一條口含銅珠的龍，在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發(fā)生，該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中，由此便可測出發(fā)生地震的方向。當時(shí)利用這架儀器成功地測報了西部地區發(fā)生的一次地震，引起全國的重視。這比起西方國家用儀器記錄地震的歷史早一千多年?！ 埡獾牧硪粋€(gè)有杰出貢獻的科學(xué)領(lǐng)域是地震學(xué)。他的代表作就是震爍古今的候風(fēng)地動(dòng)儀的發(fā)明。不過(guò)，要聲明的是，現在中國所見(jiàn)到的地動(dòng)儀，并不是張衡發(fā)明的地動(dòng)儀，而是后人復原的。張衡發(fā)明的地動(dòng)儀早就毀于戰火了，地動(dòng)儀發(fā)明于陽(yáng)嘉元年(公元132年)。這是他在太史令任上的最后一件大工作。在《后漢書(shū)·張衡傳》中對這件事有較詳細的記載。自19世紀以來(lái)即有人力圖運用現代科技知識，根據《后漢書(shū)》的記載來(lái)復原張衡的這項偉大的發(fā)明。到了20世紀50年代，王振鐸先生“復原”了張衡地動(dòng)儀（見(jiàn)右圖），并且被認為是科學(xué)的，甚至廣泛的被納入小學(xué)生課本。不過(guò)，王振鐸復原的地動(dòng)儀多次在公開(kāi)場(chǎng)合大出洋像，它要么不能動(dòng)，要么就是跺腳也會(huì )被當成地震，可是人們卻誤信王振鐸的復原就是張衡原本的發(fā)明， 國內外學(xué)者也因此早就開(kāi)始不停的否定它。其中不乏言辭激烈者，這給張衡甚至整個(gè)中國古代科技的名譽(yù)帶來(lái)很大的負面影響?，F今證明，不是張衡的地動(dòng)儀有錯，而是王振鐸先生的復原有原理性錯誤。不過(guò)，王振鐸在地動(dòng)儀外型上的復原，還是卓有建樹(shù)的，這點(diǎn)應該肯定?！ ￡P(guān)于地動(dòng)儀的結構，目前流行的有兩個(gè)版本：王振鐸模型，即“都柱”是一個(gè)類(lèi)似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機關(guān)在“都柱”周?chē)?。這一種模型最近已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出，即“都柱”是懸垂擺（見(jiàn)于袁宏的《后漢紀》）,擺下方有一個(gè)小球，球位于“米”字形滑道交匯處（即《后漢書(shū)·張衡傳》中所說(shuō)的“關(guān)”），地震時(shí)，“都柱”撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機關(guān)，使龍口張開(kāi)。另外，馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體并充當儀器的腳（見(jiàn)左圖）。該模型經(jīng)模擬測試，結果與歷史記載吻合?！ 埡膺@臺儀器性能良好，曾成功測到過(guò)隴西的一次地震，據當時(shí)記載：“驗之以事，合契若神?！鄙踔量梢詼y到發(fā)生在數千里外而在洛陽(yáng)并無(wú)人有震感的地震。這臺儀器不僅博得當時(shí)人的嘆服，就是在今天的科學(xué)家看來(lái)也無(wú)不贊嘆。世界上地震頻繁，但真正能用儀器來(lái)觀(guān)測地震，在國外，那是19世紀以后的事。候風(fēng)地動(dòng)儀乃是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測知震中的大概方位，但它卻超越了世界科技的發(fā)展約1800年之久！
歷法討論 張衡曾參加過(guò)一次東漢王朝的歷法大討論，這件事發(fā)生在漢安帝延光二年(公元123年)。據《漢書(shū)·律歷志》記載，張衡當時(shí)任尚書(shū)郎之職。這次大討論的起因是，有人從圖讖和災異等迷信觀(guān)念出發(fā)，非難當時(shí)行用的較科學(xué)的東漢《四分歷》，提出應改用合于圖讖的《甲寅元歷》。又有人從漢武帝“攘夷擴境，享國久長(cháng)”出發(fā)，認為應該倒退回去采用《太初歷》。張衡和另一位尚書(shū)郎周興對上述兩種意見(jiàn)提出了批駁和詰難，使這二宗錯誤意見(jiàn)的提出者或者無(wú)言以對，或者所答失誤，從而為阻止歷法倒退做出了貢獻。張衡、周興兩人在討論中還研究了多年的天文觀(guān)測記錄，把它們和各種歷法的理論推算進(jìn)行比較，提出了鑒定，認為《九道法》最精密，建議采用。的確，《九道法》的回歸年長(cháng)度和朔望月長(cháng)度數值比《太初歷》和東漢《四分歷》都精密?！ 《?，《九道法》承認月亮運行的速度是不均勻的，而當時(shí)其他的歷法都還只按月亮速度均勻來(lái)計算。所以，《九道法》所推算的合朔比當時(shí)的其他歷法更符合天文實(shí)際。只是如果按照《九道法》推算，將有可能出現連著(zhù)3個(gè)月是30天的大月，或連著(zhù)兩個(gè)29天的小月等的現象。而按千百年來(lái)人們所習慣的歷法安排，從來(lái)都是大、小月相連，最多過(guò)17個(gè)月左右有一次兩個(gè)大月相連，絕無(wú)3個(gè)大月相連，更無(wú)2個(gè)小月相連的現象。所以，《九道法》所帶來(lái)的3大月或2小月相連的現象對習慣守舊的人是難以接受的。這樣，張衡、周興建議采用《九道法》本是當時(shí)最合理、最進(jìn)步的，但卻未能在這場(chǎng)大討論中獲得通過(guò)。這是中國歷法史上的一個(gè)損失。月行不均勻性的被采入歷法又被推遲了半個(gè)多世紀，直到劉洪的《乾象歷》中才第一次得以正式采用。
漢賦貢獻 張衡是漢賦發(fā)展史上承前啟后、具有劃時(shí)代巨大貢獻的重要作家。在他一生作賦的生涯中，首先是虛心學(xué)習，較全面地繼承了前代賦家的賦心與表現手法。大賦則遠紹司馬相如《子虛》，近取班固《兩都》而有《二京賦》；騷賦則上追屈原《離騷》、下蹤班固《幽通》作《思玄賦》；七體則步枚乘《七發(fā)》、傅毅《七激》作《七辯》；文賦則依東方朔的《答客難》、班固的《答賓戲》作《應間》。其他還有受揚雄《蜀都賦》啟發(fā)作《南都賦》；效傅毅《舞賦》而再作《舞賦》等等。以上所舉，雖皆屬模擬，成就又有高下之分，但也都確實(shí)不同程度地顯現出了藝術(shù)上的創(chuàng )意。如《應間》，固然蹤跡東方朔的《答客難》和班固的《答賓戲》，但是又不似東方朔反話(huà)正說(shuō)，辛辣尖刻地發(fā)泄遭時(shí)不遇的憤誹，也不似班固隱微地抒發(fā)內心 以二世才術(shù)，位不過(guò)郎 的不平衡的怨思，而是通過(guò)有人對自己自安帝元初二年（公元115年）為太史令，六年未遷升，建光元年（公元121年）轉官接近皇帝、較有權勢的公車(chē)司馬令后，于順帝永建元年（公元126年）又復任太史令，認是 失志 ， 非進(jìn)取之勢也 ，故說(shuō)非難閑話(huà)的回答，重在表明自己堅持高尚修潔的操守： 捷徑邪至，我不忍以投步；干進(jìn)茍容，我不忍以歙（脅）肩。 奉順敦篤，守以忠信；得之不休（美），不獲不吝（恥）.并且盡管不被世俗理解也不愁?lèi)灒?居下位而不憂(yōu) ，一心 與世殊技，固孤是求 ，在太史令的位置上篤志于天文、科技的潛心研究，根本不以官職勢祿為意的人生志向?？疾鞆埡庖簧辈话?，淡泊寧靜地投身于祖國的科學(xué)事業(yè)，而且做出了享譽(yù)世界的偉大成就，推動(dòng)了人類(lèi)文明進(jìn)展的事實(shí)，此賦自有震撼人心的人格力量。經(jīng)如此廣收博取的學(xué)習繼承，張衡更突出的還在于能融匯貫通，極富創(chuàng )造性地以《歸田賦》，實(shí)現了漢賦主體從鋪采摛文、閎衍巨侈、重體物而淹情志，向清新爽麗、短小精練、情境相生的轉變，而掀開(kāi)了抒情小賦的創(chuàng )作時(shí)代。張衡賦的代表作歷來(lái)公認為是《二京賦》、《思玄賦》和《歸田賦》。
其他貢獻 從上面所介紹的渾天儀和候風(fēng)地動(dòng)儀的構造即可得知，張衡掌握了很高明的機械技術(shù)。他的朋友崔瑗在為他寫(xiě)的墓碑中贊道：“數術(shù)窮天地，制作侔造化?！鼻耙痪涫堑浪麛祵W(xué)天文學(xué)知識之淵博，后一句則是贊他制造的各種器物之神奇。其實(shí)，神奇是由于他巧妙地運用各種機械技術(shù)的結果?！ 髡f(shuō)他當時(shí)還制做過(guò)兩件神奇的器物。一件是有三個(gè)輪子的機械，可以自轉；一件是一只木雕，能在天上飛翔?！ ￡P(guān)于木雕，《墨子· 魯問(wèn)》就有記載：“公輸子削竹木以為鵲。成而飛之，三日不下?！薄读凶印珕?wèn)》和《韓非子·外儲說(shuō)》都記載說(shuō)，墨子本人也造過(guò)能飛的木鳶。這些木鵲或木鳶大概是一種鳥(niǎo)狀的風(fēng)箏。不可能是其他裝有動(dòng)力機的、如今日飛機之類(lèi)的飛行器。因為當時(shí)還不可能有連續運行一日乃至三日之久的動(dòng)力機。張衡的木雕，大概也是一種風(fēng)箏。不過(guò)，北宋類(lèi)書(shū)《太平御覽·工藝部九》引《文士傳》中一段記載說(shuō)：“張衡嘗作木鳥(niǎo)，假以羽翮，腹中施機，能飛數里?！边@里說(shuō)到“腹中施機”，而且“能飛數里”，因此，過(guò)去有的作者認為是一種飛機類(lèi)的飛行器。但裝在飛行器上的動(dòng)力機必須重量足夠輕而馬力足夠大，并且還要求飛行器本身具有一定的適宜起飛上升的形狀等等，這些條件在張衡時(shí)代沒(méi)有一條是能做得到的。所以，張衡的木雕即使真的“腹中施機”，那么，這種機也不會(huì )是動(dòng)力機，而是一種裝在風(fēng)箏上用線(xiàn)控制飛行的操縱機構?！ ￡P(guān)于三個(gè)輪子可以自轉的機械，古來(lái)就有不同意見(jiàn)。南宋學(xué)者王應麟認為是一種記里鼓車(chē)。這種車(chē)利用一組齒輪系把大車(chē)轉動(dòng)時(shí)車(chē)軸的運動(dòng)傳遞到一個(gè)木人的手臂上，使它過(guò)一里路時(shí)敲一下鼓。這個(gè)設想看來(lái)不大符合“三輪可使自轉”的意思。敲鼓的動(dòng)作一般是不當作轉動(dòng)看的。另一種意見(jiàn)則認為是一種指南車(chē)。清代王先謙《后漢書(shū)集解·張衡傳》中引《宋書(shū) ·禮志》：“指南車(chē)，其始周公作，張衡始復創(chuàng )造”(按：這是《宋書(shū)·禮志》的摘引，實(shí)非原文)?？磥?lái)，指南車(chē)的形象更符合于“自轉”的用詞，因為不管下面輪子怎么轉，車(chē)上的人只見(jiàn)到指南車(chē)木人的手指在自動(dòng)地轉向南方?！ 】傊?，張衡在機械技術(shù)方面是非常高明的?！短接[· 工藝部九》引晉代葛洪《抱樸子》曰：“木圣：張衡、馬鈞是也?！爆F在的中國科技史家都公認馬鈞是我國三國時(shí)代一位杰出的機械發(fā)明家，而在葛洪看來(lái)，張衡、馬鈞都是一代木圣?！ 逗鬂h書(shū)·張衡傳》中提到，張衡寫(xiě)過(guò)一部書(shū)叫《算罔論》。此書(shū)至遲到唐代已經(jīng)失傳，以至唐代的章懷太子李賢懷疑張衡沒(méi)寫(xiě)過(guò)這部書(shū)，而是因為《靈憲》是網(wǎng)絡(luò )天地而算之，故稱(chēng)《靈憲算罔論》。從《九章算術(shù)·少廣》章第二十四題的劉徽注文中得知有所謂“張衡算”，因此，張衡寫(xiě)過(guò)一部數學(xué)著(zhù)作是應該肯定的。從劉徽的這篇注文中可以知道，張衡給立方體定名為質(zhì)，給球體定名為渾。他研究過(guò)球的外切立方體積和內接立方體積，研究過(guò)球的體積，其中還定圓周率值為10的開(kāi)方，這個(gè)值比較粗略，但卻是我國第一個(gè)理論求得π的值。另外，如果按照錢(qián)寶琮先生對《靈憲》的?？保骸?日月)其徑當天周七百三十分之一，地廣二百三十二分之一”，則當時(shí)π值等于730/232=3.1466，較10的開(kāi)方有精密了?！ 〔贿^(guò)，從劉徽注中也可以看到，這位100多年之后的大數學(xué)家對張衡的數學(xué)有較嚴厲的批評，認為張衡：“欲協(xié)其陰陽(yáng)奇耦之說(shuō)而不顧疏密矣！雖有文辭，斯亂道破義，病也！”如按此批評來(lái)看，則錢(qián)寶琮先生所作的?？彼坪跷幢囟挤蠌埡獾脑瓉?lái)數字。
其他方面的成就 張衡曾被唐代人看作是東漢時(shí)代的大畫(huà)家。張彥遠的《歷代名畫(huà)記》卷三記有：“張衡作《地形圖》，至唐猶存?！边@幅《地形圖》中是否還有地理科學(xué)上的意義，現已無(wú)可考了。當時(shí)還流傳有他用腳畫(huà)一只神獸的故事。故事雖然神化了，但也反映出張衡有很高的畫(huà)技?！ ∷斶^(guò)太史令，因而對史學(xué)也有許多研究。他曾對《史記》、《漢書(shū)》提出過(guò)批評，并上書(shū)朝廷，請求修訂。他又對東漢皇朝的歷史檔案作過(guò)研究，曾上表請求專(zhuān)門(mén)從事檔案整理工作，補綴漢皇朝的史書(shū)。這些上書(shū)均無(wú)下文?！ ∷€研究文字訓詁的學(xué)問(wèn)，著(zhù)有《周官訓詁》一書(shū)。當時(shí)崔瑗評價(jià)說(shuō)：廣大學(xué)者都對它提不出異議來(lái)?！ ∷质莻€(gè)大文學(xué)家，他的《二京賦》曾花了10年的創(chuàng )作功夫，可見(jiàn)其創(chuàng )作態(tài)度的嚴肅。這篇賦不但文辭優(yōu)美，膾炙人口，而且其中諷刺批評了當時(shí)統治集團的奢侈生活，其思想性也是比較高的。他在河間相任期時(shí)創(chuàng )作的《四愁詩(shī)》受到文學(xué)史家鄭振鐸先生的高度評價(jià)，稱(chēng)之為“不易得見(jiàn)的杰作”。他的《思玄賦》中有大段文字描述自己升上了天空，遨游于眾星之間，可說(shuō)是一篇優(yōu)雅的科學(xué)幻想詩(shī)。除了上述諸文外，遺留至今的還有《溫泉賦》、《歸田賦》等20多篇，都是辭、義俱佳的力作?！ 埡怆m然在年輕時(shí)就已才聞?dòng)谑?，但他卻從無(wú)驕傲之心，他的性格從容淡靜，不好交接俗人，也不追求名利。大將軍鄧騭是當時(shí)炙手可熱的權勢人物，多次召他，他都不去。后來(lái)他當了官，顯然因為這種性格，使他很長(cháng)時(shí)間不得升遷。他對此毫不在意，而是孜孜于鉆研科學(xué)技術(shù)。大概是為了回答好心人的勸慰，他寫(xiě)了《應閑》一文以表明自己的志向。文中說(shuō)到，有的人勸他不要去鉆研那些難而無(wú)用的技術(shù)，應該“卑體屈己，美言”以求多福。他回答說(shuō)：“君子不患位之不尊，而患德之不崇；不恥祿之不厚，而恥知之不博?！边@二句擲地有聲的話(huà)，表明了他不慕勢利而追求德智的高尚情操。他認為能不能得到高位是由命運決定的。這種想法現代人當然會(huì )目之為唯心主義。但張衡的落腳點(diǎn)卻是在于認為對高位“求之無(wú)益”，智者是不去追求它的。反之，叫他去“卑體屈己”以求升官，他說(shuō)這是“貪夫之所為”，自己是羞于為此的。他特別還回答了學(xué)技術(shù)的問(wèn)題，說(shuō)是你們認為這些技術(shù)無(wú)用，我卻唯恐高明的人不教我。這里充分表達出張衡作為一個(gè)科學(xué)家渴求知識、敢于和鄙棄知識的社會(huì )愚昧思想作斗爭的崇高精神?！ 埡怆m然淡于名利，卻不是一味清高，不問(wèn)政治，不講原則的人。恰恰相反，他一生中有許多事跡表明了他有他的政治理想和抱負。他更堅持作為一個(gè)科學(xué)家的鮮明品格的實(shí)事求是原則?！ 埡獾恼伪ж撘埠芎?jiǎn)單，就是8個(gè)字：佐國理民，立德立功。而佐國理民的具體目標和方法則是改革時(shí)弊，加強禮制，剔除奸佞，鞏固中央?！ ≡趶埡獾臅r(shí)代正是政治日漸腐敗，宦官逐漸在和外戚的斗爭中權力越來(lái)越大，而地方豪強也趁中央衰落之際猖獗起來(lái)，他們一起對人民的剝削壓榨越加殘酷。對這些腐敗黑暗現象張衡都有過(guò)抗爭。他曾向順帝上書(shū)，諷示近世宦官為禍，要皇帝“惟所以稽古率舊，勿令刑德八柄不由天子”，要求皇帝“恩從上下，事依禮制”。對選拔人才的方法他也提出建議加以改革。在河間相任期時(shí)他還積極進(jìn)行了抑制豪強的斗爭。當時(shí)朝廷腐敗，像張衡那樣個(gè)人的斗爭已無(wú)濟于事。就在他上書(shū)要皇帝警惕宦官為禍不久，順帝卻又下詔特許受封為列侯的宦官可以收養義子，繼承爵位，使宦官獲得了和貴族世家同樣的世襲特權！張衡明白了，他的反宦官斗爭已沒(méi)有意義。所以，后來(lái)順帝問(wèn)他：當今天下所憎恨的是什么人？這時(shí)，在宦官們環(huán)視之下，他已無(wú)話(huà)可說(shuō)，只好“詭對而出”。由此，他思想里充滿(mǎn)了矛盾和痛苦。他晚年的詩(shī)賦里大量反映了這種情緒。后人把他的《四愁詩(shī)》和偉大詩(shī)人屈原的《離騷》相比，這并不是沒(méi)有理由的?！ ∮捎诤诎祫萘Φ膹姶?，張衡晚年有消極避世的思想，因而有《歸田賦》之作。這是封建制度下的時(shí)代悲劇，不足以減損張衡這位偉大科學(xué)家為人民所建立的豐功偉績(jì)。他在詩(shī)中開(kāi)始指摘“天道之微昧”，表露出對統治者的失望；他仍然諷刺熱衷利祿的人，說(shuō)他們是“貪餌吞鉤”。這些都說(shuō)明，張衡的是非觀(guān)念仍然是十分清晰的?！ ∫压实闹袊茖W(xué)院院長(cháng)郭沫若曾為張衡墓碑題詞道：“如此全面發(fā)展之人物，在世界史中亦所罕見(jiàn)。萬(wàn)祀千齡，令人景仰?！边@是當代中國人民的共同心聲！ 附：四愁詩(shī)(節選) 我所思兮在泰山，欲往從之梁父艱。側身東望涕沾翰。美人贈我金錯刀，何以報之英瓊瑤。路遠莫致倚逍遙，何為懷憂(yōu)心煩勞?
人物生平
博通經(jīng)籍張衡的家族世代為當地的大姓。他的祖父張堪，自小志高力行，被人稱(chēng)為圣童，曾把家傳余財數百萬(wàn)讓給他的侄子。光武帝劉秀登基后張堪被任命為蜀郡太守，隨大司馬吳漢討伐割據益州的公孫述，立有大功。其后又領(lǐng)兵抗擊匈奴有功，被拜為漁陽(yáng)太守。曾以數千騎兵擊破匈奴來(lái)犯的一萬(wàn)騎兵。此后在他的任期內匈奴再也沒(méi)有敢來(lái)侵擾。他又教人民耕種，開(kāi)稻田八千頃，人民由此致富。所以，有民謠歌頌他說(shuō)：“張君為政，樂(lè )不可支?！睆埧盀楣偾辶?。伐蜀時(shí)他是首先攻入成都的，但他對公孫述留下的堆積如山的珍寶毫無(wú)所取。蜀郡號稱(chēng)天府，但張堪在奉調離蜀郡太守任時(shí)乘的是一輛破車(chē)，攜帶的只有一卷布被囊。
張衡像他的祖父一樣，自小刻苦向學(xué)，少年時(shí)便會(huì )做文章。16歲以后曾離開(kāi)家鄉到外地游學(xué)。他先到了當時(shí)的學(xué)術(shù)文化中心三輔（今陜西省西安市一帶）地區。這一地區壯麗的山河和宏偉的秦漢古都遺址給他提供了豐富的文學(xué)創(chuàng )作素材。以后又到了東漢都城洛陽(yáng)。在那兒，他進(jìn)過(guò)當時(shí)的最高學(xué)府太學(xué)，結識了后來(lái)著(zhù)名的學(xué)者崔瑗，與他結為摯友。張衡興趣廣泛，自學(xué)《五經(jīng)》，貫通了六藝的道理，而且還喜歡研究算學(xué)、天文、地理和機械制造等。但在青年時(shí)期，他的志趣大半還在詩(shī)歌、辭賦、散文上，盡管他才高于世，卻沒(méi)有驕傲之情。平常從容淡泊，不喜歡與俗人相交。
步入仕途漢和帝永元（89年—105年）年間，張衡被推舉為孝廉，但他沒(méi)有接受，公府幾次征召也不到。當時(shí)，國家太平日久，自王侯以下，沒(méi)有不奢侈過(guò)度的。張衡于是仿照班固的《兩都賦》，殫精竭思十年，才作成《二京賦》，用以諷諫朝廷。大將軍鄧騭欣賞張衡的才華，多次征召他，張衡都不應命。
公元100年（永元十二年），張衡應南陽(yáng)太守鮑德之請，作了他的主簿，掌管文書(shū)工作。八年后，鮑德調任京師，張衡即辭官居家。
職掌太史張衡擅長(cháng)機械，特別用心于天文、陰陽(yáng)、歷算。平常喜愛(ài)揚雄的《太玄經(jīng)》，對崔瑗說(shuō)：“我看《太玄》，才知道子云（揚雄字）妙極道數，可與《五經(jīng)》相比，不僅僅是傳記一類(lèi)，使人論辯陰陽(yáng)之事，漢朝得天下二百年來(lái)的書(shū)啊。再二百年，《太玄經(jīng)》就會(huì )衰微嗎？因為作者的命運必顯一世，這是當然之符驗。漢朝四百年之際，《玄》學(xué)還要興起來(lái)的呢?！睗h安帝早就聽(tīng)說(shuō)張衡善術(shù)學(xué)，公元111年（永初五年），張衡被朝廷公車(chē)特征進(jìn)京，被拜為郎中，再升任太史令。于是研究陰陽(yáng)，精通天文歷法，制作渾天儀，著(zhù)有《靈憲》、《算罔論》，寫(xiě)得較為詳細明白。雖然在漢順帝即位初年再調動(dòng)它職，但后來(lái)又任太史令，張衡任此職前后達14年之久。他許多重大的科學(xué)研究工作都是在這一階段里完成的。
張衡不慕當世的功名富貴，擔任官職，往往多年都不得遷升。自從離開(kāi)史官的職務(wù)五年后，又回到原職。于是設客問(wèn)體，作《應問(wèn)》來(lái)表明自己的心跡。當時(shí)，政事漸衰，宦官干政。張衡于是上疏陳事，勸諫順帝。
外出國相公元133年（陽(yáng)嘉二年），張衡升任侍中，順帝任用他在自己身邊對國家的政事提出意見(jiàn)。順帝曾詢(xún)問(wèn)張衡天下所痛恨的人?；鹿賯兒ε滤f(shuō)自己的壞話(huà)，都用眼睛瞪著(zhù)他，張衡便用一些不易捉摸的話(huà)回答后出來(lái)了。但宦官還是擔心張衡以后會(huì )成為他們的禍害，于是群起毀謗張衡。張衡常想著(zhù)如何立身行事。認為吉兇禍福，幽暗深微，不易明白，于是作《思玄賦》，以表達和寄托自己的情志。
公元136年（永和元年），張衡被外調任河間王劉政的國相。劉政驕奢淫逸，不遵法紀；又有不少豪強之徒，糾集在一起做亂。張衡到任后，嚴整法紀，打擊豪強，暗中探得奸黨名姓，一時(shí)收捕，上下肅然，他為政以清廉著(zhù)稱(chēng)。任職三年后，張衡上書(shū)請求辭職歸家，被征召拜為尚書(shū)。
公元139年（永和四年），張衡逝世，享年六十二歲。
公元1009年（宋徽宗大觀(guān)三年），張衡因算學(xué)方面的成就被北宋追封為西鄂伯。
后世稱(chēng)張衡為“木圣”科圣）。為了紀念張衡的功績(jì)，聯(lián)合國天文組織于1970年將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”，又于1977年將小行星1802命名為“張衡星”，2003年，國際小行星中心為紀念張衡及其誕生地河南南陽(yáng)，將小行星9092命名為“南陽(yáng)星”。