张衡的故事

张衡的故事

『壹』 古代科学家张衡的故事

数星星的孩子》

晚上，满天的星星像明珠一样闪亮。一个孩子坐在院子里，靠着奶奶，仰起头，对着夜空数星星。一颗，两颗，一直数到了几百颗。

奶奶笑着说：“傻孩子，又在数星星了。那么多星星，一闪一闪地乱动，眼都看花了，你能数得清吗？”

孩子说：“奶奶，我能数得清。星星是在动，可不是乱动。您看，这颗星星和那颗星星，总是离那么远。”

爷爷走过来，说：“孩子，你看得很仔细。天上的星星是在动，可是它们之间的距离是不变的。我们的祖先把它们分成一组一组的，还给

它们起了名字。”爷爷停了停，指着北边的天空，说：“你看，那七颗星连起来像一把勺子，叫北斗星。勺口对着的一颗亮星，就是北极星。北斗星总是绕着北极星转。”

爷爷说的话是真的吗？这孩子一夜没睡好，几次起来看星星。他看清楚了，北斗星果然绕着北极星慢慢地转动。

这个数星星的孩子叫张衡，是东汉人。他长大后刻苦钻研天文，成了著名的天文学家

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张衡（78～139），字平子，是我国东汉时期著名的科学家、文学家，他的出生地在现在的河南省南阳县的石桥镇。他的祖父张堪做过太守，为官清廉。父亲早逝，因此张衡家里很贫穷。张衡从小就勤奋好学，加上天资聪颖，很早就闻名乡里。

据史书记载，他10岁时就“能五经贯六艺”，过目成诵。他兴趣很广泛，常常涉猎自然科学方面的读物，而且写得一手好辞赋。

一天，张衡从一本诗集里读到四句诗，描述了北斗星在各个季节傍晚时的变化：“斗柄指东，天下皆春；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指北，天下皆冬。”他觉得这太有意思了。天上的繁星闪烁，有的像箕，有的像斗，有的像狗，又有的像熊，它们的运行义各有怎样的规律呢？这简直是太美妙了。于是张衡根据诗的内容又参考别的书籍画成了天象图，每夜只要是没有云彩，他就默默地对着天象图仔细观察着夜空。广漠的星空有多少难解之谜呀，他观察着、记录着、思考着，他的脑袋里装满了各式各样的问题，充满了五颜六色的幻想。后来，他终于确认那四句诗里描述得不够准确，事实上斗柄早春指东北，暮春却指东南。

少年时代对日月星辰的观察，激发了张衡努力探索天文奥秘的决心。后来他两度出任中央 *** 专管天文的太史令，在这方面取得了辉煌的成就。据《辞海》所记：他首次正确解释月食是由月球进入地影而产生；观测和记录了中原地区能看到的2500颗星星，并且绘制了我国第一幅较完备的星图；他创制了世界上第一台候风地动仪；创造了指南车、自动记里鼓车和能飞行数里的木鸟。

渴求知识的张衡总是感到自己知识的不足，不满17岁时，他辞别父母独身一人到外地访师求学。在古都长安，他游览了当地的名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗和世态人情。在当时的京都洛阳，他结识了不少有学问的朋友，其中有一个叫崔瑗，精通天文、数学、历法，还是很有名气的书法家。张衡登门向他求教。正是由于他这种虚心好学的精神使得他在各方面获益匪浅。除了在天文学方面有杰出成就外，在地震学的研究上也是举世瞩目的，他创制的候风地动仪比欧洲相类似的仪器问世早1700多年。他还是东汉六大画家之一，他写的《二京赋》“精思博会，十年乃成”，为人们所津津乐道。

河南省南阳县的北面有张衡墓和平子读书台，墓碑上有郭沫若的题词：“如此全面发展之人物，在世界史上亦所罕见”。

张衡：字平子，世为南阳著姓。祖父堪，字君游，少治《梁丘易》，光武时，为蜀郡太守，拜骑都尉，后拜渔阳太守

，卒后妻子贫困。衡父无闻。我国著名的天文学家，文学家。发明了世界第一个地震测试仪器——地动仪。张衡在写作上，

也是个多面手。他一生中，结合他的科学研究、机仪制作、政治生涯、友朋往来，还写下许多文字，就目前存留于世的就有

20余篇，包括文、铭、诰、赞、书、上疏等形式；在天文学专著方面，有《灵宪》、《浑仪图注》、《漏水转浑天仪注》

、《玄图》和已经失传的《算罔论》。

前言：

“太素之前，幽清玄静，寂寞冥默，不可为象。厥中惟虚，厥外惟无，如是者永久焉。斯为之溟

滓，盖乃道之根也。道根既建，自无生有。太素始萌，萌而未兆，并气同色，浑沌不分。故《道德》

之言云：‘有物混成，先天地生’。其气体固未可得而形，其迟速固未可得而纪也。如是者又永久焉

。斯谓庞鸿，盖乃道之干也。道干既育，有物成体。于是元气剖判，刚柔始分，清浊异位，天成于外

，地定于内。天体于阳，故圆以动；地体于阴，故平以静。动以行施，静以化合，堙郁构精，时育庶

类，斯为太元，盖乃道之实也”。

—————张衡《灵宪》

张衡的成才之路：

东汉王朝是当时世界上的强国，政治、经济、文化都处于领先地位。发达繁荣的经济文化，安定

和平的政治局面，为张衡学习提供了一个良好的社会环境。

少年时代的张衡就天资聪明，态度谦虚，好学深思，奋发有为，求知欲旺盛，学习热情饱满。在

少年时代就熟读了《诗经》、《书经》、《易经》、《礼纪》、《春秋》等经典名著。在当时，只有

熟读了这些经书，才能做官。但张衡思想开阔，不受传统观念的束缚，对做官不感兴趣，相反，他对

文学却十分爱好，特别是对司马相如、扬雄等文学家的作品心向神往，苦心钻研，不但能深刻地理解

，而且能够背诵。这些作品强烈地震撼着张衡年轻的心灵，他希望自己将来也能成为他们那样的文学

家。同时他不满足于“闭门家中坐，苦读圣贤书”的生活了，他渴望出外游学，多接触实际，以充实

生活和开阔自己的眼界，寻求更多的知识。公元94年，19岁的张衡怀着远游的志愿，告别了亲人，

离开了生他养他的美丽故乡——南阳，踏上了游览名都大川，访师求友的旅途。张衡在往来于渭河流

域中，走遍了坦荡肥沃的渭河平原，观赏了巍峨青翠的终南山，奇险峻峭的华山，并且访民俗，问物

产，寻古迹，对西汉雄伟壮丽的都城建筑，市井布局用心考察。通过这次游览，他不但加深了对前人

文学作品的体会，而且积累了大量的文学素材，为他后来写成著名的《西京赋》奠定了坚实的基础。

张衡勤奋好学，品德优良，才华出众，得到了南阳郡守的察举，然而，在他看来，君子不担心自

己的官位不尊崇，却担心自己的品德不高尚；不为自己的俸禄不多而觉得羞愧，却为自己的见识不广

博为耻辱。所以，他学习不限于五经，对天文、地理、气象、文学无不兼学并览。正如崔瑗评价他为

：“一物不知实以为耻，闻一善言，不胜其喜”。这就是张衡，一个勤奋好学，不流习俗，具有远大

志向，以为社会贡献为己任的有志青年。

张衡在洛阳通过五、六年艰苦的学习生活，他的学业和文学创作水平逐渐提高，成了一位名符其

实的青年学者。他写了《定情赋》、《扇赋》、《七辩》等许多作品，并开始构思《二京赋》的创作

。可是，由于他的家境比较贫寒，无法在京师长期游学，不得不回到南阳应清官鲍德的邀请担任主簿

，因工作比较清闲，使他得以集中精力进行文学创作。凭着对故乡的挚爱，他还创作了富有 *** 的《

南都赋》，歌颂了故乡山河的壮丽，土地的肥沃，物产的丰饶。除此之外，他还写出了名著《二京赋

》即：《西京赋》、《东京赋》，还有很多诗、赋、文、书等。

从公元108年到111年，张衡一直住在自己的家乡，专心进修学业。经过了刻苦不懈的努力，在学

问的许多方面都有所收获。就在这期间，张衡开始精读扬雄的《太玄经》。《太玄经》是一部研究宇

宙现象的哲学著作，也谈到天文历算等方面的问题。特别是“浑天说”尤为吸引张衡。但由于写得比

较简略，使张衡有一种不满足的感觉，他准备在此基础上做进一步的研究。在研究《太玄经》的过程

中，张衡费了很大功夫，在精读的同时进行了详细的研究和分析，曾写出了《太玄经注解》，并绘制

了《太玄图》。《太玄经注解》和《太玄图》就是张衡读《太玄经》的心得。在这两部著作里，反映

了张衡的一些哲学思想。可惜这两部著作都没有流传下来。通过研究《太玄经》，张衡也接触到不少

我国古代历史上的唯物论、无神论的遗产。《太玄经》里的唯物主义因素启发了张衡向大自然中追求

真理的欲望。张衡在精读《太玄经》以后，就逐渐从文学创作转向哲学研究，特别对宇宙间最伟大的

自然现象规律，如天文、历法、数学等科学理论开始了学习。并且制造科学仪器，对天文现象等实行

详细地观察和长期地测量工作。

在研究《太玄经》的同时，张衡还对《墨经》产生了极大的兴趣。《墨经》是墨子弟子及其后学

概括发展墨子思想的一部著作。它记录总结了春秋战国时期关于手工业方面的许多知识，提出了古代

物理学和数学的许多概念和见解。书中不仅涉及到认识论、逻辑学、经济学等社会科学范畴的广阔内

容，还包含有时间、空间、物质结构、力学、光学和几何学等自然科学方面的多种知识，其中有些问

题阐述严密，说理透彻，具有十分重要的科学价值，在古典哲学和自然科学著作中是一部不可多得的

珍品。然而，墨家思想长期无人问津，墨家的科学成果更是受到冷遇。张衡能冲破儒家思想的束缚，

致力墨学研究，这在当时需要非凡的胆略。

张衡读古人书籍，善于采取其中精华，前能锐意前进，在科学研究上开辟新道路。这正是我们祖

国科学史上最伟大光荣的传统，值得后人借鉴学习。

张衡的思想：

（一）天体演化思想：

天地万物是怎样起源的，又是怎样发展的，这个问题是宇宙观的核心。“在人类的认识史中，从

来就有关于宇宙发展法则的两种见解，一种是形而上学的见解，一种是辩证法的见解，形成了互相对

立的两种宇宙观”。（《 *** 选集》第一卷《矛盾论》）唯物辩证的宇宙观是对宇宙发展法则的正

确和科学的见解，唯心主义形而上学的宇宙观是对宇宙发展规律歪曲和颠倒的反映。

张衡所著的《元图》和《灵宪》是两部集中反映他的哲学宇宙观的重要著作。张衡在这两部著作

中，继承了春秋战国至汉代的唯物主义传统，提出了“太治”、“太”、“太素”、“元气”等哲学

范畴，以论述宇宙万物的起源。他说：“元者，无形之类，自然之根，作于太始，莫之与先”。所谓

“自然之根”，就是指天地万物的根源。这里，张衡明确地指出：天地万物最早的起源，既不是什么

上帝、神灵的旨意，也不是什么绝对的理论，而是“无形之类”的“元”，也就是太始。

在张衡看来，天地的生成可分为三个阶段。第一阶段称作“溟滓”，这就是早就存在的几何空间

。“厥中惟虚，厥外惟无”，整个空间一片沉寂，什么物质性的东西都没有。但是，存在着宇宙万物

变化发展的规律。有了这个基础，就能从无产生出有来。首先产生的是各种不同的物质性元气，互相

混合在一起，不断地运转，浑沌不分。这就是第二阶段，称作“庞鸿”。又经过很长的时间，这团元

气清浊逐渐分开，天在外面形成了，地在里面定下了。天地构合精气，生育出万物来。这个阶段称作

“太元”。于是，在天上形成了各种天体，地上产生了万物。张衡认为天地万物是从原始的浑沌未分

的元气发展而来的。元气是物质性的，其中包含不同质的阴气和阳气，自然现象的千差万别及相互影

响，体现了阴阳二气具有的不同物质性能及其相互作用。这是一种原始唯物主义的宇宙发生论和万物

生成说。

『贰』 张衡天文学家的故事。

张衡是南阳人。十七岁那年，他离开家乡，先后到了长安和洛阳，在太学里用功读书。当时洛阳和长安都是很繁华的城市，城里的王公贵族过的是骄奢淫逸的生活。张衡对这些都看不惯。他写了两篇文学作品《西京赋》和《东京赋》（西京就是长安，东京就是洛阳），讽刺这种现象。据说他为了写这两篇作品，经过深思熟虑，反复修改，前后一共花了十年工夫，可见他研究学问的精神是很认真严肃的。

但是张衡的特长还不是文学，他特别爱好数学和天文研究。朝廷听说张衡是个有学问的人，召他到京里做官，先是在宫里做郎中，后来，担任了太史令，叫他负责观察天文。这个工作正好符合他研究的兴趣。

经过他的观察研究，他断定地球是圆的，月亮是借太阳的照射才反射出光来。他还认为天好像鸡蛋壳，包在地的外面；地好像鸡蛋黄，在天的中间。这种学说虽然不完全精确，但在一千八百多年以前，能说出这种科学的见解来，不能不使后来的天文学家钦佩。

不光是这样，张衡还用铜制造了一种测量天文的仪器，叫做“浑天仪”。上面刻着日月星辰等天文的现象。他设法利用水力来转动这种仪器。据说什么星从东方升起来，什么星向西方落下去，都能在浑天仪上看得清清楚楚。

那个时期，经常发生地震。有时候一年一次，也有一年两次。发生了一次大地震，就影响到好几十个郡，城墙、房屋发生倒坍，还死伤了许多人畜。

当时的封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的征兆，有的还趁机宣传迷信、欺骗人民。

但是，张衡却不信神，不信邪，他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验，发明了一个测报地震的仪器，叫做“地动仪”。

地动仪是用青铜制造的，形状有点像一个酒坛，四围刻铸着八条龙，龙头向八个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球：龙头下面，蹲了一个铜制的蛤蟆，对准龙嘴张着嘴。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，把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴里，发出响亮的声音，就给人发出地震的警报。

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

可是，那一天洛阳一点也没有地震的迹象，也没有听说附近有哪儿发生了地震。因此，大伙儿议论纷纷，都说张衡的地动仪是骗人的玩意儿，甚至有人说他有意造谣生事。

过了几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震，连山都有崩塌下来的。大伙儿这才信服。

『叁』 张衡的故事

张衡的故事：

张衡从小就爱想问题，对周围的事物总要寻根究底，弄个水落石出。在一个夏天的晚上，张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空，还不时举手指指划划，认真地数星星。

张衡对爷爷说：“我数的时间久了，看见有的星星位置移动了，原来在天空东边的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们不是在跑动吗？”

爷爷说道：“星星确实是会移动的。你要认识星星，先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像一把勺子，很容易找到……”

“噢！我找到了！”小张衡兴奋地又问道：“那么，它是怎样移动的呢？”爷爷想了想说：“大约到半夜，它就移到上面，到天快亮的时候，这北斗就翻了一个身，倒挂在天空……”

这天晚上，张衡一直睡不着，好几次爬起来看北斗星。当他看到那排成勺子样的北斗星果然倒挂着，他非常高兴！心想：这北斗星为什么会这样转来转去，是什么原因呢？天一亮，他便赶去问爷爷，谁知爷爷也讲不清楚。于是，他带着这个问题，读天文书去了。

后来，张衡长大了，皇帝得知他文才出众，把张衡召到京城洛阳担任太史令，主要是掌管天文历法的事情。为了探明自然界的奥秘，年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。

他创立了“浑天说”，并根据“浑天说”的理论，制造了浑天仪。这个大铜球装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上，可以准确地看到太空的星象。

(3)张衡的故事扩展阅读：

张衡像他的祖父一样，自小刻苦向学，少年时便会做文章。16岁以后曾离开家乡到外地游学。他先到了当时的学术文化中心三辅（今陕西省西安市一带）地区。

这一地区壮丽的山河和宏伟的秦汉古都遗址给他提供了丰富的文学创作素材。以后又到了东汉都城洛阳。在那儿，他进过当时的最高学府太学，结识了后来著名的学者崔瑗，与他结为挚友。

张衡兴趣广泛，自学《五经》，贯通了六艺的道理，而且还喜欢研究算学、天文、地理和机械制造等。但在青年时期，他的志趣大半还在诗歌、辞赋、散文上，尽管他才高于世，却没有骄傲之情。平常从容淡泊，不喜欢与俗人相交。

『肆』 张衡发明地动仪的故事

公元132年（阳嘉元年），张衡在太史令任上发明了最早的地动仪，称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载：地动仪用精铜铸成，圆径八尺，顶盖突起，形如酒樽，用篆文山龟鸟兽的形象装饰。中有大柱，傍行八道，安关闭发动之机。

它有八个方位，每个方位上均有一条口含铜珠的龙，在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生，该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中，由此便可测出发生地震的方向。经过试验，与所设制，符合如神，自从有书籍记载以来，是没有过的。

曾经一龙机发，地不觉动，雒阳的学者都责怪不足信，几天之后，送信人来了，果然在陇西地发生地震，众人于是都服其神妙。自此之后，朝廷就令史官记载地动发生的地方。

关于地动仪的结构，流行的有两个版本：王振铎模型，即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体，控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型已被基本否定。 另一种模型由地震局冯锐提出，即“都柱”是悬垂摆（见袁宏《后汉纪》），摆下方有一个小球，球位于“米”字形滑道交汇处（即《后汉书·张衡传》中所说的“关”），地震时，“都柱”拨动小球，小球击发控制龙口的机关，使龙口张开。

另外，冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试，结果与历史记载吻合。

世界上地震频繁，但真正能用仪器来观测地震，在国外，是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位，但它却超越了世界科技的发展约1800年。

(4)张衡的故事扩展阅读：

在科学发明创造方面，张衡更是对中国和世界文化做出了极大贡献。中国的浑天仪，从公元前一世纪中叶起，开始了迅速的发展。西汉的耿寿昌发明了最早的浑天仪。公元125年左右张衡在耿寿昌、傅安和贾逵的基础上，加上地平环和子午环，制作成了完整的浑天仪。

李约瑟给予了很高的评价：“张衡是演示用浑仪（中间装有地的模型）的首创者，同时又成功地利用水力来运转浑仪（包括观测用）上的环圈，他用一种方法把演示和观测两者的效用结合起来了。自此以后，这两种浑仪的制用方法经过几百年都没有多少改变”；“据我们所知，关于浑仪的资料，以张衡的《浑仪》一书的残篇为最古（约公元125年）。”

他还创制成功了世界上最早的用水力转动的浑天仪（亦名浑象）。根据《宋书·天文志》记载，该浑天仪至东晋犹存。张衡在公元132年制造了测定地震的候风地动仪，非常科学和准确，史称“验之以事，合契若神”。此外张衡还制造了三轮自转车、指南车、自飞木雕等。

『伍』 张衡的地动仪 发明故事

张衡观天察地

张衡是东汉时候杰出的科学家。他从小就爱想问题，对周围的事物，总要寻根究底，弄个水落石出。

在一个夏天的晚上，张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空，还不时举手指指划划，认真地数星星。

张衡对爷爷说：“我数的时间久了，看见有的星星位置移动了，原来在天空的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们不是在跑动吗？”

爷爷说道：“星星确实是会移动的。你要认识星星，先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像烫衣服的熨斗，很容易找到……”

“噢！我找到了！”小张衡很兴奋又问：“那么，它是怎样移动的呢？”

爷爷想了想说：“大约到半夜，它就移到地平线上，到天快亮的时候，这北斗就翻了一个身，倒挂在天空……”

这天晚上，张衡一直睡不着，多次起来看北斗。夜深人静，当他看到那闪烁而明亮的北斗星时，果然倒挂着，他感到多么高兴啊！他想：这北斗为什么会这样转来转去，是什么原因呢？天一亮，他便赶去问爷爷，谁知爷爷也讲不清楚。于是，他带着这个问题，读天文书去了。

后来，张衡长大了，皇帝得知他文才出众，把张衡召到京城洛阳担任太史令，主要是掌管天文历法的事情。

为了探明自然界的奥秘，年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。他想，如果能制造出一种仪器，能够上观天，下察地，预报自然界将要发生的情况，这对人们预防灾害，揭穿那些荒诞的迷信鬼话，该是多么好啊！

于是，张衡把从书本中和观察到的材料，进行分析研究，开始了试制“观天察地”仪器的工作。他把研究的心得先写成一本书，叫做《灵宪》。在这本书里，他告诉人们：天是球型的，像个鸡蛋，天就像鸡蛋壳，包在地的外面，地就像蛋黄，就叫做“浑天说”。

接着，张衡根据这种“浑天说”的理论，开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏，熬过多少个不眠之夜，一个当时世界上最先进的天文仪器－－浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪，它装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上，可以准确地看到太空中的星象。张衡说：“天上的星星，能见的共有二千五百颗，但我们经常能看到的却只有一百二十颗。”

后来，张衡经过努力钻研，又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器－－地动仪。这个地动仪也是钢铸造的，形状像个酒坛子，四周铸着八条龙，每条龙口里含着一个小铜球。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来，就预示着那个方向发生地震了。测试非常灵验，没有一次不准。

张衡在科学上的创造发明是伟大的，这是由于他从小就爱科学，勤奋地学习钻研和不懈地观察实验，而且能把书本知识和实践经验结合起来，通过自己刻苦研究、创造才获得的。