张衡不仅是一位伟大的科学家、发明家，同时也是一位杰出的政治家、文学家和画家。郭沫若曾这样评价张衡：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。万祀千龄，令人景仰。”

追求进取和创造的一生

建初三年（78年），张衡出生于南阳郡西鄂县（今河南南阳市卧龙区）。他从小就天资聪颖，勤奋好学。他的祖父曾做过蜀郡和渔阳的地方官，为官清廉，去世后家境衰落，到张衡童年时期，日子已相当清苦了。清苦的生活并没有阻碍少年张衡的大志，在饱读所能得到的诗书后，16岁那年，他决定外出游学。

张衡出游的第一站是长安，后来又到了东汉的都城洛阳。在洛阳这个全国的政治和学术中心，他到处拜师访友，虚心求教，结识了许多学问大家和志同道合的朋友，也读到了大量在家乡读不到的书籍。张衡不像别人那样，只为做官或提高身价而攻读“五经”，他对天文、星占、地理、气象、文学书籍无不兼观并览。

经过在外6年的游历求学后，张衡回到了家乡，南阳郡太守鲍德慕名邀请他担任了南阳郡主簿（文书）。一连9年，他辅佐鲍德治理南阳，推广铁制农具，兴修水利，兴学办教。永初二年（108年），张衡辞去职务，回到家中，专心钻研学问。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，这部书启发了他向大自然中追求真理的欲望。张衡在精读《太玄经》以后，逐渐从文学创作转向哲学研究，对宇宙间自然现象和规律，例如天文、历法、数学等发生了浓厚兴趣。

是金子总会发光的。张衡的名气越来越大，成为公认的饱学之士。永初五年（111年），东汉政府下令各郡推荐一名有学问又能干的贤士到朝廷任职，张衡当然被选中。他入朝先做郎中，后来政府根据他的才能委派他担任太史令。太史令掌管天文、历法、气象、地震等工作。在此期间和以后的仕宦生涯中，他的科研成果达到了一生的巅峰，在天文理论、观测、仪器制造方面都取得了卓越成就。

永和元年（136年），张衡被调出任河间地方官。他上任后，深入民间，惩办豪强奸徒，清理冤狱，使“郡内大治，称为政理”。由于当时政治日趋黑暗，虽然一方得治，依然是杯水车薪，所以6l岁的张衡上书皇帝，请求辞官回乡，可皇帝不但不准，又把他调入京城任尚书，张衡终因忧劳成疾，于永和四年（139年）与世长辞，享年62岁。

制造浑天仪

元初四年（117年）的一个夜晚，在京师洛阳平昌门外南面的灵台上，聚集着 100多人，观看着一项新发明的演示。

灵台就是当时的皇家天文台，上面放有各种测星、测风的仪器。现在，台里又多了一架庞大而精巧的仪器──漏水转浑天仪，它是由灵台的上级主管领导──太史令张衡发明制作的。这架仪器的主体是一个直径4尺的空心铜球，球面上缀满了星星，其位置和排列与天上的实际情形完全相同，只是方向相反（因为我们看星星是从里向外看，而铜球上的星星是从外向里看），下面有复杂的齿轮传动机构，靠漏壶匀速水流的力量，可以带动铜球慢慢转动，其速度和方向与真实天穹的东升西落完全一样。这是第一次试运行，所以吸引了许多官员和名流前来验证、参观。

在水流的冲击下，铜球过一会儿就“哒”地一声转动一下，但肉眼几乎看不出来。为避免日晒雨淋，浑天仪安放在一间屋子里。灵台丞（灵台的总管）跑前跑后，安排一个人守在浑天仪旁，紧盯着浑天仪上星星的位置，官员和名流们则有的在屋里看着浑天仪，有的站在台子上注视着天空，太史令张衡则高坐在一把木椅上，十分自信地等待着验证的结果。

这时，只听屋里守浑天仪的人高喊：“东边，角宿一出升!”大家连忙不约而同地朝东天望去，果然在东偏北方向的地平线上，一颗星星冉冉升起。由于地面薄雾的阻隔，这颗星星若隐若现，若不是这一提醒，还真几乎没人注意到它。在接下来的时间里，守浑天仪的人不断高声向外报告：浑仪上哪一颗星正在升起，哪一颗星正在达到天顶，哪一颗正在落下去。一切都与正在发生的天象准确相符。这回人们都服了，连过去怀疑、嘲笑张衡的人也向他拱手相贺。浑天仪的制造成功和精确演示，轰动了整个京城，多少天后，观看者依然络绎不绝，人们无不称奇。

据说当时的著名学者蔡邕参观了这个仪器后，对张衡的聪明才智佩服得五体投地，感叹道：“我真想一辈子都躺在浑天仪里!”

超越时代的地动仪

中国是个多地震国家，这种突发性灾难常会在一瞬间给人民的生命财产造成严重损失。张衡一生多次亲历地震，所以他决心造一架能测定地震的仪器，以便及时掌握全国各地的地震情况。民间为了报警地震的到来，在实践中掌握了一种简单的办法：将一个细颈瓶子或底面很小的柱子立在一个平面上，这样大地初始的颤动刚刚袭来时，立柱就会倾倒，发出警报，以便人们及时躲避。此外，地震灾害中房倒屋塌的方式也给张衡以很大的启示，他发现，地震从某一方向袭来时，有一股力从地面推动立柱的下端，这样立柱一定会向地震袭来的方向倒下去。

张衡为自己的这一发现而鼓舞，他相信利用这一原理可以制造出一台仪器，它不仅可以用于报警，还可以指示地震发生的方位，而且，只要把立柱及其支点做得足够精密，极小的震动也会使它倒下，那么就可以测出发生在很远处的、这里几乎感觉不到的地震。经过多次实验，至阳嘉元年（132年），张衡巧夺天工地设计制造了这台仪器。仪器的主体类似一个大酒坛，直径8尺（合现在2米），中央立着一根在静止状态下恰好能够直立的柱子，柱子四周有八条槽作为滑道，可以引导柱子倒向八个方向，外面每个方向设有一条龙，龙嘴叼着铜丸，柱子倒向这一方位后，就会触动机关，龙嘴张开，铜丸滑出，落到下面一只铜蟾蜍张着的大口中，发出响声报警。这件仪器，张衡称之为“地动仪”。

地动仪造好之后，仍旧被安放在灵台地面的一间密室里，与浑天仪一样，它也引来无数人观看，看者无不啧啧称奇。但此后一连几年也没有发生地震，谁也不知道这台地动仪是否实用。直到6年后（138年）的一天，“当”的一声，地动仪西北方向的龙吐出了铜球，落在蟾蜍的嘴里。这说明西北方向发生地震了。可是，京城没有一人有震感，所以大家议论纷纷，说张衡故弄玄虚，仪器根本不灵。不料过了几天，西部官道上快马来报，说陇西（离洛阳直线距离1 200千米）发生了地震，时间正与地动仪反应的时间一样。这下子张衡声名又一次大振，众人同赞地动仪的神奇。

第二年，张衡就去世了，这台仪器也不知所终。过了300多年，数学家信都芳曾在书中提到地动仪，后来就几乎没人提及了。现在，我们只能在《后汉书·张衡传》中得知它的构造、原理和作用，复制出外形各异的地动仪模型。

作为发明家、数学家和文学家

除了浑天仪和地动仪外，张衡的发明还有许多，如“指南车”“记里鼓车”“瑞轮蓂荚”“独飞木雕”等。

指南车据传是黄帝最早发明的，后来失传了。张衡仔细钻研了指南车的原理，最后做成一架双轮独辕指南车，车箱内装有一种能自动离合的齿轮系统，车箱外壳上层放置一木刻小人，无论车子朝哪个方向转动，木人伸出的手臂都指向南方。

“记里鼓车”是车上用以计算里程的机械，可能是利用差速齿轮的原理来积累车轮转数，车的上下两层各有一个木人，走一里时下层木人击鼓，走十里时上层木人敲锣。这分明是现代汽车计程器的鼻祖，早于西方1 800多年。“瑞轮蓂荚”是张衡别出心裁创造的自动日历，它模仿神话中一种奇树──蓂荚的特征，靠流水作用，从每月初一开始，一天出现一片叶子，到满月出齐15片，然后每天再收起一片，到月末为止，循环开合。“独飞木雕”估计可能是模仿鸟类高空翱翔的滑翔机械或风筝。

在数学方面，张衡著有《算罔论》，并计算出圆周率的值为3.146 6～3.162 2。这和今天大家知道的圆周率虽稍有误差，但在1 800多年前就能有这样精确的计算，不能不使人感到惊叹，他的这一成果比欧洲早了1 300多年。

在文学和美术创作方面，张衡同样也是一位天才。他的美术造诣极高，被列为东汉六大名画家之一。他善写诗、赋、文、铭、赞、诰、书、疏等各种文体，留传下来的佳作有30多篇。他在南阳任职时写的《东京赋》和《西京赋》，合称《二京赋》，描写了长安和洛阳的繁华景象，讽刺了官僚贵族的荒淫生活，辞藻瑰丽，气势夺人，成为中国文学史上的名篇。

（王玉民）