世界上下五千年
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制造地动仪

在世界自然科学史上,中国有一位国际上公认的能与哥白尼和伽利略齐名的科学家,他的名字叫张衡。

张衡是世界十大文化名人之一,他多才多艺,是我国古代伟大的科学家、发明家、文学家、史学家和画家。他的才能世所公认。

张衡(公元78年~139年),字平子,河南省南阳县石桥镇人,出生于一个官僚家庭。他的祖父张堪曾做过多年的太守,但为官清廉,没有什么财产留下,再加上他父亲早死,所以家境比较清贫。

张衡从小就天资聪敏,好学深思。他不仅熟读儒家经典,而且还花了很多时间去读司马相如和扬雄等人的赋,表现出对文学的强烈兴趣。

青年时代的张衡,已经不再满足于闭门读书,他渴望游历,多接触实际,从而开阔眼界,增长见识。公元94年,16岁的张衡远游三辅。他在游览名山大川的时候,不忘考察古迹,采访民情,调查市井交通等。此行不仅大大增长了见识,而且为他后来创作《二京赋》积累了大量的素材。

离开三辅,张衡来到京都洛阳。在洛阳求学的五六年里,张衡结识了一批青年才俊,如经学大师马融、政论家王符以及科学家崔瑗等。在此期间,张衡写了《定情赋》《七辩》等文学作品,名噪一时。随后,他接受南阳太守鲍德的邀请,担任掌管文书的主簿官。

在工作闲暇之余,张衡创作了著名的《二京赋》,轰动一时。任职9年后,张衡回到家中,开始研读扬雄的《太玄经》。这是一部研究宇宙现象的哲学著作。通过研究《太玄经》,张衡的兴趣从文学创作转向宇宙哲学的探索,经过不懈努力,他最终在天文历算方面取得了巨大的成就。

公元111年,张衡被征召做了郎中,后来又做过太史令。张衡为人耿直,升迁很慢。他曾两次出任太史令,先后长达14年之久。太史令的工作,让张衡在天文历算方面做出了杰出的贡献。

经过观察研究,他断定地球是圆的,月亮的光源是借太阳的照射而反射出来的。他还认为天好像鸡蛋壳,包在地的外面;地好像鸡蛋黄,在天的中心。这种学说虽然不完全准确,但在1800多年以前,能得出这种科学结论,不能不使后来的天文学家感到钦佩。

张衡还用铜制作了一种测量天文的仪器,叫作“浑天仪”,上面刻着日月星辰等天文现象。

那个时期,地震发生频繁,有时候一年发生一两次。发生一次大地震,就波及好几十个郡,城墙、房屋倾斜倒坍,造成人畜伤亡。张衡记录了地震的现象,经过细心的考察和试验,发明了一个预测地震的仪器,叫作“地动仪”。

地动仪是用青铜制造的,形状类似酒坛,四周刻铸了8条龙,龙头朝着8个方向。每条龙的嘴里含了一颗小铜球;龙头下面,蹲着一个铜制的蛤蟆,蛤蟆的嘴大张着,对准龙嘴。哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来,把铜球吐进蛤蟆的嘴里,发出响亮的声音,发出地震的警报。

公元138年2月的一天,地动仪对准西方的龙嘴突然张开,吐出了铜球。按照张衡的设计原理,这就是报告西部发生了地震。

过了几天,有人骑着快马来向朝廷报告,离洛阳1000多里的金城、陇西一带发生了大地震,还出现了山体崩塌。

张衡还制造了许多奇巧的器物,如候风仪、指南车和能在空中飞的木鸟等,可惜都已经失传了。他还计算出圆周率是3.1622,虽然现在看来不准确,但在当时还是十分精确的。

后来,张衡因弹劾奸佞不成,被迫到河间任太守。在职期间,他打击豪强,颇有作为。公元138年,张衡被调回京师,出任尚书。此时东汉政权已越来越腐败,张衡感觉回天乏力,于公元139年在悲愤与绝望中死去。

张衡以及他的天文学成就,谱写了东汉科学史绚烂的华章,也构筑了我国古代天文学史上一座熠熠生辉的丰碑。