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中國天文學(xué)發(fā)展的歷史是悠久的。到漢代已有蓋天、宣夜和渾天等學(xué)派。蓋天說認(rèn)為，天如蓋，蓋心是北極，天蓋左旋，日月星辰右轉(zhuǎn)。宣夜說認(rèn)為天無定形，日月星辰“自然浮生虛空之中”，并不附著于“天體”之上。渾天說認(rèn)為天如蛋殼，地如蛋黃，天地乘氣而立，載水而行。

宣夜說后來不幸失傳了，蓋天、渾天兩說并行，競相爭鳴，比較科學(xué)的渾天說漸占上風(fēng)。同時，觀測天象的儀器也不斷出現(xiàn)，如武帝時洛下閎制造了渾天儀，宣帝時耿壽昌又造了渾天儀，和帝時崔瑗的老師賈逵更制造了黃道銅儀。[1]

張衡繼承和發(fā)展了前人的成果。任太史令后，他更加勤奮地“研核陰陽”，終于“妙盡璇璣之正”。元初四年（公元117年），一件成就的銅鑄渾天儀，被張衡造了出來。渾天儀主體是幾層均可運(yùn)轉(zhuǎn)的圓圈，外層周長一丈四尺六寸。各層分別刻著內(nèi)、外規(guī)，南、北極、黃、赤道，二十四節(jié)氣，二十八列宿，還有“中”、“外”星辰和日、月、五緯等等天象。儀上附著兩個漏壺，壺底有孔，滴水推動圓圈，圓圈按著刻度慢慢轉(zhuǎn)動。于是乎各種天文現(xiàn)象便赫然展現(xiàn)在人們眼前。這件儀器被安放在靈臺大殿的密室之中。夜里，室內(nèi)人員把某時某刻出現(xiàn)的天象及時報(bào)告給靈臺上的觀天人員，結(jié)果是儀器上、天上所現(xiàn)完全相符。

隴西位于今甘肅省西南部，離洛陽很遠(yuǎn)。張衡怎么會知道那里發(fā)生了呢？原來，在張衡生活的年代，十分頻繁。光是從公元96年到公元125年這30年間，就有23年發(fā)生過，有好幾次就發(fā)生在洛陽附近。正因?yàn)檫@樣，引起了張衡的注意。 張衡經(jīng)過多年的摸索，在公元132年制成了世界上架測定的儀器，叫作“地動儀”。地動儀是銅做的，直徑約3米，樣子像酒壇。在這個“酒壇”的外壁上，倒掛著8條龍。每條龍的嘴里都含有一個銅球。每條龍下面，蹲著一只銅蛤蟆。蛤蟆仰著頭，張大嘴巴。8條龍的龍頭，分別朝著東、南、西、北、東南、西南、西北、東北。哪個方向發(fā)生，哪個方向的龍嘴里的銅球就震落下來，正好落在正對著它的銅蛤蟆嘴里，發(fā)出“當(dāng)啷”一聲。




















那天，西面的龍嘴里的銅球落下來了，于是，張衡斷定是京都西面發(fā)生了。 地動儀是根據(jù)慣性原理設(shè)計(jì)的。發(fā)震之后，波傳來，地動儀中間的“都柱”（類似于慣性運(yùn)動的擺）就受到震動，朝那個方向偏動，通過杠桿，使那個方向的龍嘴張開，銅球墜落。 在1800多年前，張衡能夠制造出這樣的精巧、靈敏、準(zhǔn)確、造型美觀的儀器，實(shí)在令人嘆服！ 張衡的祖父張堪，曾當(dāng)過蜀郡太守。到張衡出生時，家道已經(jīng)衰落，生活貧苦。但是張衡有志氣，他說過：“不患位之不尊，而患德之不崇；不恥祿之不伙，而恥智之不博?！币馑际钦f：“不擔(dān)心自己的地位不高，而擔(dān)心自己的道德不高尚；不應(yīng)當(dāng)為收入菲薄而害羞，而應(yīng)當(dāng)為知識不廣博而害臊?！?br />