【描述】

张衡 (78～139年)，字平子，南阳西鄂人（现今河南省南阳县），生于东汉章帝建初三年。其曾祖父及祖父都曾当官且十分富有，到了其父则家道中落。

张衡自幼聪颖好学，多才多艺。十五、六岁时，就外出游学，同时也结交了许多学问好、有抱负的学者，像是马融、窦章、王符、崔瑗等，他们对于张衡的为人、治学以及多元化的才能，都有相当大的影响。二十多岁的张衡年纪虽轻，但是学问过人，他婉拒了一些当官的机会，来到南阳郡，担任幕僚的工作，负责起草文书。这段期间他完成了《同声歌》、《定情赋》、《两京赋》、《南都赋》，这些创作呈现出二千年前的时代精神和风貌，所用的辞藻丰富华丽，将汉代的辞赋推向另一个高峰。晚期，张衡还有其他创作，像是：《归田赋》、《四愁诗》和一些抒情小赋等，都具有极高的价值。

南阳郡郡守因为政绩卓越，被皇帝升迁，张衡并不打算和长官一起到洛阳，反而决定回乡闭门读书。回乡这段期间，他博览群书，并深入研究易经、太玄经、墨子等古代有关于哲学、科学的书籍，从而融会贯通了几何学、力学、机械、地理、测量、绘画等应用科学的知识，这样多元的学习发展，使得张衡成为东汉当代的“博学”之士。

划时代的天文贡献

在累积深厚的学问和才能之后，张衡不再婉拒别人的推荐，西元111年，34岁的张衡进京担任“尚书郎中”的官职，四年后被任命为“太史令，主管观察日月星辰、风云雪雨、制订历法等，相当于现在的中央气象局或天文台的长官。张衡在太史令任内有系统地观测天体、从事理论研究，并有《灵宪》、《浑天仪注》等著作，全面阐述宇宙演化、天地结构、日月星辰的本质和运动，将中国古代天文学水准提升到新的阶段。

张衡在天文学的贡献有四︰

一、在天体观测方面的成就

张衡总结出天上长明的星官共有124个(中国古代的“星官”类似于现代天文学的“星座”，一个星官可以有几颗到几十颗)，能叫出名字的星官有320个。现在能看到6等以上的亮星有2500到3000颗之间，跟张衡的观测结果大致相同。

另外，张衡还指出“微星”(就是不太亮的星星)有11520颗。根据现代天文学家的校验，肉眼能看到的星在6到7等星之间的，这些星星数可以达到14000多颗。张衡的观测与现在实际的数目相去不远。

张衡还测出太阳和月亮的角直径是周天的1/736，即29’24”，与现代所测得的太阳与月亮的平均角直径31’59”与31’5”2相差不多。1800年前，在天文观测仪器很简陋的情况下，能测出日、月的角直径，是非常不容易的。

二、主张“浑天说”，制作“浑天仪”

中国古代对于天地的形状有二种不同的学说，一种是盖天说，一种是浑天说。盖天说认为，天是圆的，像张开的伞；地是方的，像棋盘。浑天说，张衡在其《浑天仪图注》里指出，天似一鸡蛋壳，地似蛋黄，天大地小，天地各乘气而立，载水而浮。这个看法比“盖天说”进步，更真实地反映了宇宙的本来面目。浑天说将大地看作是一个球，就是我们常说的地球，是很正确的。张衡早先说是浮在水上，后来认为是浮在“气”上。现在知道，各天体是依靠万有引力拉着，各自不停地运动着。浑天说流行了一千多年，直到明末从西方人传入哥白尼的“日心说”后，国人才开始接受先进的宇宙观。张衡晚年还提出宇宙是无限的看法，与现代的观点一致。

“浑天仪”就是根据这种“浑天说”的想法来制作出来的仪器，它的材料是铜，里面有几层圆圈可以转动，这几层圆圈上面刻着日、月、和各种星辰。这个大铜球乃藉水力推动，其转速与地球自转速相同。从浑天仪上可看出日月星辰的运动，这在当时是天文学上很惊人的发明。

三、创立进步的行星运动理论

他提出日月五星(指金星、木星、水星、火星与土星)距离地球近时运行得快，远时运行得慢。这是经由长期观测所发现的。张衡将我们地球排在宇宙中心，这看法是错误的。德国天文学家开普勒发现了行星运动速度是不均匀，行星接近太阳时，运动速度较快，远离太阳时，运动速度较慢。不同的行星亦有此规律。

四、对日食、月食的成因及月向的变化提出了科学的解释

在缺乏科学知识的古代，人们一看见日、月食就心惊胆颤。张衡在《灵宪》里说明日、月食的成因及月向变化原理，这些都完全符合现今科学的根据。

机械与数学上的成就

张衡在机械制作上也有不平凡的成就，他先后制造过指南车、记里鼓车、自飞木雕、地动仪、候风仪等机械。制作机械必须有良好的数学基础，因此也著有《算罔论》，现已失传。他还推算出圆周率是在3.14至3.16之间。

张衡的时代地震频繁，单从西元96～125年，30年间就发生过23次大地震，且好几次发生在洛阳附近。身为太史令的张衡经过多年的实验，在西元132年发明了世界上第一架测定地震时间和方向的仪器─“地动仪”。

地动仪是用铜打造成的，直径8尺，样子像个酒坛子。在这个酒坛子形状的仪器外壁上，倒挂著八条龙。每条龙的嘴里都含有一颗铜球。每条龙下面，蹲著一只铜蟾蜍。蟾蜍仰著头，张大嘴巴。八条龙的龙头分别朝着东、西、南、北、东南、西南、西北、东北。哪个方向发生地震，哪个方向的龙嘴里的铜珠就震落下来，正好落在正对着蟾蜍嘴里，发出“当瑯”一声。就在陇西发生地震的那天，朝西面的龙嘴里的铜球掉了下来，于是，张衡就断定是京都洛阳西面发生了地震。

地动仪是根据惯性原理设计的。地震后，地震波传来，地动仪里面的一个像是钟摆一样的“都柱”就受到震动，然后朝向地震波传来的那个方向摆动，通过杠杆使得代表那个方向的龙嘴张开，铜球即掉下。

月背上的张衡

就在张衡用地动仪测出陇西大地震的第2年即因病过世，享年62岁。张衡多才多艺，曾被列为东汉六大名画家之一。他在天文学上的成就在世界上也受到极大的推崇。西元1970年，国际上用张衡之名命名月球背面的一座环形山；西元1977年，太阳系中一颗编号为1802的小行星也用其名命名。