七彩学习笔记

    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。仪体外部周围有八个龙，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。
    张衡，字平子，河南南阳人。博学多才。历任郎中、尚书侍郎。两度任太史令，前后共14年。后又任侍中、河间相。在天文学上成就最为突出，是中国古代宇宙结构理论浑天说的代表。创制出世界上第一台浑天仪。汉顺帝阳嘉元年(132)，创制世界第一台测地震仪器——候风地动仪。还制造指南车和记里鼓车等。张衡认为宇宙在空间和时间上都是无限的，他继承前人宇宙起源演化思想，描述天地万物发生、发展的过程。正确解释了月食成因，认为月食是由于月球进入地影而产生。用“近天则迟，远天则速”理论解释五星运动的快慢现象，是五星运动快慢与太阳距离远近关系的早期论述。还统计出中国中原地区能看到的恒星数为2500颗。张衡还著有数学名著《算罔论》，所作《地形图》一直流行到唐代。著名文学作品有《二京赋》、《四愁诗》等。又为当时六大画家之一。
    我国古代的科学家们对宇宙结构曾作过许多理论研究，经长期探索逐步形成了6种主要学说，其中影响最大且在天文历法的编制中实际应用的，是盖天说和浑天说这两种理论。盖天说是一种很古老的宇宙论，它认为天在上，地在下，天是圆的，地是方的，日月星辰随着天盖而不停地运动。盖天说的主要理论代表是《周髀算经》一书。书中说：“方属地，圆属天，天圆地方。”又说：“天像盖笠，地法复盘，天离地八万里。”然而，由于这一理论只是古人对宇宙结构的一个直观的猜测，与实际的天象情况相差较远，因此随着人们对天象情况日益深入的认识，这一理论的缺陷和弊病就越来越暴露了出来，战国时期的儒家学者曾参就曾经提出过，如果天真是圆的，地真是方的，那么天盖在地上，不是有4个角要盖不上了吗?到了汉代，这一理论更为越来越多的天文观测事实所否定。汉代学者扬雄提出的“难盖天八事”，则从理论上给了盖天说以致命的打击。与此同时，浑天说宇宙论却在汉代得到了很大的发展。经过落下闳、鲜于妄人、耿寿昌等科学家的努力研究和宣传，浑天说宇宙论逐渐成形并开始被人们所接受。发展到张衡，终于有了一个理论的总结，并从此成为中国古代天文研究和历法编制最主要的理论基础。
　　除了地动仪以外，张衡还创造了另一个气象学上的仪器，这就是候风仪。以前许多人以为“候风仪”和“地动仪”是一种仪器，据最近科学家的研究，地动仪和候风仪是两种仪器。我们祖国的气象学也是发展得最早的，所以很早就有雨量器和候风仪。关于张衡的候风仪，现在没有留下什么记载，我们无从知道它比以前的候风仪究竟有什么重大的改进和特殊创造的地方。但有一点现在已经明确，就是张衡的候风仪是一只铜乌，和地动仪一起设在灵台上面。这和现在外国的风信鸡，大约是相类似的东西。但外国的风信鸡到12世纪才有，比张衡的候风铜乌要迟1000年。

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