科普-中华学生百科全书-第405章
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贫困艰辛的生活、翻云覆雨的世态，造就了张衡从容淡静而又勤奋刻苦、勇
于探索的个性。少年时代的张衡，非常喜爱读书，凡是能够到手的书籍，不
论是经书，还是文史、自然科学，无不细细研读。其涉猎范围之广，理解程
度之深，都远远超过周围的同龄人。老人们夸他“焉所不学，亦何不师”，
意思是说“没有他不愿学的知识，也没有他不想请教的老师”。在学馆里，
张衡论年龄最小，论成绩却数他最优秀。
除了读书，这个沉稳的孩子还有一个特殊的爱好——观察星空。每当夜
幕降临、万籁俱寂之时，小张衡常坐在院里，痴痴地抬头仰望，一动不动。
那广阔浩渺的天宇，那幽静神秘的夜色，特别是那些镶嵌在墨蓝色夜幕上、
宝石般晶莹闪烁的星星，引起了孩子多少奇妙的遐想！说起来，小张衡心灵
上的这扇窗户还是奶奶给打开的呢。那还是在他很小的时候，常像个小尾巴
似的跟在奶奶身后，缠着奶奶讲故事。老人家见多识广，又十分喜爱这个聪
明乖巧的孙儿，当然不会拒绝孩子的要求。每天吃罢夜饭，老人就抱着孙儿，
坐在葡萄架下，给他讲起那永远也讲不厌的、老辈人传下来的故事。其中，
小张衡最感兴趣的要数北斗七星和月亮的传说了。什么“天狗吃月亮”啦，
什么“牛郎织女”啦，听得他连觉都不想睡。从奶奶那儿，他学会了辨认北
斗星，明白了世界上还有那样一片神奇的天宇，而且，为了奶奶永远回答不
出的那些个“为什么”，他越发对那浩渺的夜空心驰神往了。
一次，少年张衡偶然在一本书名为《鹖冠子》的诗集中发现了一首小诗：
“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。”他不觉心中一动：小时候，奶奶讲北斗星的时候，光说
凭着它可以辨认方向，并没有说起它和季节有关呀。而这首诗分明是在告诉
人：北斗星既然能在不同的季节指着不同的方向，那它肯定是在不停地运转
着！
这个发现使少年张衡兴奋极了。他马上找来几张纸，根据诗中描述的情
形，分别画成 4 张图。从那天开始，只要是晴空，他夜夜都要拿着图站到院
里，目不转睛地观测北斗星的运转情况。有时候望着望着，把什么都忘记了，
直到东方泛出鱼肚白色，他才猛然发觉，已经站了整整一夜！就这样观察了
一年，这个倔强的少年，终于弄清楚了“斗转星移”的道理。原来，北斗星
是绕着一个中心转的，每年转一圈。正因为如此，我们四季见到的北斗星的
位置才各不相同。接着，他又在书中查到这样一条资料：北斗星绕着转的那
个中心，就是北极。北极上空有颗小星，叫做北极星；北斗和其他星都在绕
着北极星转。而且，继续观察下去，张衡还发现：即使在同一季节中，北斗
星的位置也不完全相同。比如，早春时节，北斗星的斗柄指向东北，而到晚
春就指向东南了。
时光荏苒，在浩瀚的书海和有趣的观察实验之中，张衡不知不觉度过了
他的少年时代。17 岁的张衡，身材挺拔，面目清秀，加之满腹才学，俨然是
一个风度翩翩的英俊才子，在四里八乡享有很高的声誉。县上的官员见他德
才兼备，特别是写得一手好文章，便要举荐他做秀才。这在一般人看来，是
求之不得的事，然而张衡的反应十分冷淡。他不想踏入仕途，而志在做学问。
这个沉默寡言的年轻人，梦寐以求的是“读万卷书，行万里路”，增广见闻，
扩大知识范围。所以，他毫不犹豫地拒绝了官员的好意，离开生活了 17 年的
故乡，踏上了外出游历的旅途。
公元 95 年，张衡来到京都洛阳。这里毕竟非县城可比。在张衡看来，除
车水马龙、灯红酒绿、繁华喧闹而外，更能展示都市风采的是文人荟萃、风
尚高雅。他可谓如鱼得水，一面到当时的最高学府——太学里听讲，向一些
有名望的学者请教，一面以文会友，结识了许多志向远大、学识渊博的年轻
学子。他们常在一起读书论文，指点江山，评论时政，研究学问。这些风华
正茂的年轻人，探讨问题范围之广、程度之深，都使人慨叹不已。他们研究
数学、天文、历法等等，每每有自己独到的见解，令一些老前辈自愧弗如。
其中，张衡的见地往往又在一般人之上。尽管如此，他却无一丝骄尚之情，
所以大家都愿意和他在一起研讨问题，张衡也从中获益匪浅，学问更加丰厚
扎实。史书曾记载他“通五经、贯六艺”，各方面的知识和技能无所不知、
无所不能。
从洛阳学成归来，张衡因南阳郡守鲍德再三相邀，盛情难却，只得到郡
中当了几年官员，官职相当于今天的文书，后来鲍德进京任职，早已厌恶在
官场周旋的张衡如获大赦，乘机辞去官职，返回家中潜心钻研学问去了。
这段时期，张衡专心致志地精读了许多学术典籍，其中最使他心醉神迷
的当数扬雄的《太玄经》。这是一部内容广泛、 文字艰深的哲学著作，其中
的一些唯物主义和无神论内容，深深地触动了张衡的灵魂，为他以后在探索
宇宙奥秘的征途上取得一个又一个辉煌战果，提供了坚实的思想导向和理论
基础。
公元 111 年，汉安帝向天下广招人才。在京城任职的鲍德，再次向朝廷
举荐张衡。张衡再三推辞，无奈他“通五经、贯六艺”的大名早已为安帝所
知。安帝便亲自颁旨，任命张衡为太史令，主管天文历法，预报天象气候。
张衡一来不好抗旨，二来考虑到这个职务还有利于自己继续钻研学问，于是
便打点行装，到太史令府上任了。
当时，关于天体，人们还停留在初步认识的阶段，最流行的观点有二：
持“盖天说”的人认为，大地是平的，天像一只巨大的碗，反扣在大地上面；
而持“浑天说”的人却主张，大地就好比是蛋黄，天像蛋壳似的包在地的外
面。张衡是坚定的“浑天说”派。为进一步证实自己的观点，他利用职务带
来的得天独厚的研究条件，决定制造一个天体模型，把天地的构造以及日月
星辰的运行情况，都用仪器显示出来，这样，就能直观而形象地说明那复杂
的天文现象了。
然而，要把抽象的思维变成一个能看得见、摸得着的实物，谈何容易？
不知度过了多少个不眠之夜，不知翻阅了多少书籍资料，一张精致的天球图
终于绘制出来了。
一天深夜，张衡带着天球图轻轻地走到正在灵台（即天文台）观测天象
的工作人员背后，倒把几个人吓了一跳：“咦，太史令怎么到这儿来了？”
“别慌，别慌，我是来和大伙儿商量一件事情的。”张衡一边说，一边
打开手中的图纸，“你们看，这是我刚刚画好的天球图。我打算照这张图制
作一个天体模型，好为浑天说作个证，要不，两派争论不休，谁也不服谁，
对的东西，毕竟只有一个啊！”
张衡以炯炯有神的目光扫了众人一眼，见大家都在聚精会神地听着，便
接着说：“可是，如果不准确地掌握日月星辰的运行情况，这个天体模型做
出来也没有什么价值。往后我会天天来这里，和诸位一起观测，还请多多帮
忙。”
张衡的人品学识，早已博得大家的尊重，这番话，更说得众人怦然心动，
马上就分工干了起来。他们在张衡的指导下，把天上的星星分成几个区，一
颗一颗地数。那一份细致，那一份耐心，真无法用言语形容。就这样，他们
硬是数出了 2500 颗星星，其中有名字的有 320 颗。这些星星的名字，有不少
还是张衡给命名的呢。天文学发展到今天，已经证实，人的肉眼能看见的、
六等以上的星体约有 2500 至 3000 颗，而早在 1900 年前，张衡主持的天文台
就已大体测出了这么多的星星。
在观测过程中，张衡对照实际，对天球图做了反复的修改，直到认为准
确无误了，这才动手设计制造天体模型。传说，有一天，他一大早起来就钻
进书房，琢磨着模型的事儿。可怎么想，心里也还是觉着不踏实：那图上的
天球变成模型，该是什么样儿的呢？想着想着，不觉踱出书房。
“喂，你怎么有了闲空儿啦？”正在厨房做午饭的妻子见他居然有时间
在院中散步，不由得开口问道。
张衡一直沉浸在模型的构想之中，猛听得妻子问话，反倒吃了一惊，“嗯”
了一声，信步走进厨房。
妻子正忙着做点心。面案上，堆着一团和好的面，旁边放着一小碟芝麻。
张衡盯着面案呆了一会儿，忽然眉宇间透出一丝喜色。只见他匆匆洗了洗手，
抓起一小团面就揉了起来。
这张衡成年累月不离书房，在家里是“衣来伸手、饭来张口”的，如今
突然亲自下厨，倒把妻子弄懵了：“你，你还要做饭？”
“咳，哪儿跟哪儿呀！”张衡这才笑了，“我是想试着做一个天体模型
哩！”
“没见过你这样的人，真真走火入魔了！”
张衡没再言声儿，只顾把面揉成圆圆的一团，又把它在芝麻碟里一滚，
面团上就星星点点地沾了不少芝麻。然后，他又取出一根筷子，从面团中心
穿了过去，用手捏着筷子的两端，让面团旋转着。
“对，就是这个样子！你来看，”张衡喜孜孜地对妻子说道，“这个面
团就好比是天球，上面的芝麻呢，好比是星星，筷子两端就算是北极和南极
吧。天球就是这样绕着北极和南极转，星星也同时跟着天球一起转。”
“那，天球也转，星星也转，又怎么看得出星在移动呢？”
“问得好！”说着，张衡让妻子接过“天球”，自己用两手的拇指和食
指围成一个平平的圆圈，套在“天球”外面，让“天球”的上半部在北极底
下，下半部在南极上面，“你转转看，我的手指，就算是地平线。要是‘天
球’上站着一个人，不论他站在什么位置上，都是只能看地平线上面的半个
天，而看不到地平线以下的那半个天。前些日子我们在灵台数星星时，就是
先数了头顶上的，然后等下面的星星转上来时才数出来的呢。”
“哎，你来看！”妻子忽然发现了一个问题，“这北极附近的星转来转
去，都永远在地平线以上，这……”
“你真不愧是我的夫人啊”张衡素来喜欢妻子的聪明、贤慧，“那些星
叫做常明星，我已经数过了，总共有 124 颗。”
从张衡捏面团那时起，花开花落，转眼又是一年过去了。这一年中，张
衡没日没夜地设计、制作、实验、改进。功夫不负苦心人，天体模型于制造
出来了：那是一个铜铸的球体，装在一个倾斜的轴上，可以旋转，样子和今
天的地球仪大致相仿。铜球的周长 1 丈 4 尺 6 寸 1 分（合 4．87 米），直径 4
尺 6 寸 5 分（合 1．55 米），球面上刻着南北两极、经度纬度、赤道黄道及日
月星辰，还有一个表示地平线的环。如果把铜球由西向东拨了一下，刻在上
面的星辰便从东方升起，又从西边落下，和实际情形相差无几。
这个天体模型，被张衡命名为“浑天仪”。它是世界上第一台能够比较
准确地反映天象的仪器。
不过，使张衡感到美中不足的是，非得用手拨动，浑天仪才能转，而实
际上，天上的星是在自动旋转的啊。他的眉头又紧锁起来了。这天早晨，张
衡一边洗脸，一边仍在思谋着浑天仪的事，手指下意识地把水撩得哗哗作响。
蓦然间，他眼前一亮：水！是的，那是家乡的白河水。他小时侯，曾和小伙
伴们到白河边看过铁匠炼铁。聪明的铁匠师傅们，在白河中筑了一条坝，把
本来水流就很急的白河水位提高了。安装在急流中的水轮，在湍急的水流冲
击下，日夜不停地转着，水轮上的铁轴带动别的机件，最后通过一根铁杆一
来一往地拉动风箱，朝铁炉内鼓风。对，就用水力！
张衡立刻叫人把浑天仪安装在灵台的一间房屋里，又在屋顶安放了一只
特大的漏壶（古代计时的工具）。这漏壶的壶嘴，是一条精雕细刻的玉龙，
龙嘴里不断往外喷水，水冲动水轮，水轮带动齿轮，齿轮又连着浑天仪上的
铜轴，这样，浑天仪就可以自动旋转了。由于水流量计算得非常精确，所以
浑天仪正好一昼夜转一圈。
浑天仪的发明，不仅相当准确地反映了天象，使坚持“盖天论”的人改
变了主张，心悦诚服，而且震动了整个学术界，被誉为“学术上罕见的奇迹”。
成功往往特别垂青那些在科学的崎岖小路上不畏险阻、勇于攀登的人。
仿佛是命运的故意安排，就在张衡“浑天仪旋风”刮了将近一年，刚刚趋于
平息的时候，他又获得了一次成功的机遇。
那是早春二月的一个深夜，张衡正在油灯下埋头写他的数学专著《算罔
论》，猛地觉得身下一阵剧烈的颤动，抬眼一看，门窗、桌椅、立柜都在摇
晃，摆在桌上的花瓶“啪”的一下摔在地上，碎了。
“地震！”张衡本能地喊了一声，嘱咐家人赶紧起来到院中躲避，自己
迅速翻身上马，向灵台疾驰而去。
一连 4 天，张衡一面在灵台接待外地报告灾情的信使，一面亲自带领官
员到民间察看震情，忙得脚不点地，眼睛红肿了，喉咙嘶哑了。当他综合各
地灾情，明白这是 30 年间当地最严重的一次地震时，心情愈发沉重。地震刚
过，他马上带人奔赴重灾区。所到之处，断垣残壁，尸横遍地，景象惨不忍
睹。震中的情形更是令人瞠目结舌：好端端的大地被撕裂成两半，连小山也
被拦腰切断，滔滔洪水，从一条 1 里多长、丈余宽的大裂缝中汹涌而出，四
下蔓延。
“这究竟是为什么？”张衡面对苍天，痛心疾首。
当然，激情并不能替代科学。在严峻的震灾面前，张衡深深地思索着：
既然造成地震的原因暂时还摸不透，那么能不能制造出一种能够预报地震的
仪器呢？那至少也会使人们避免更大的伤亡。
又是无数个忙碌的日日夜夜，张衡被这个世上从未有过的地震仪器迷得
废寝忘食、形销骨立。终于在公元 132 年，他 54 岁的时候，造成了世界上第
一台能测报地震的地动仪。据《后汉书·张衡列传》记载，它“以精铜铸成，
员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行
八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有赡蜍，张口承之，其牙机巧制，
皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙机发吐丸，而蟾蜍衔之。
振声激扬，伺者因此觉之。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之
所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未有之也。”
但是，这个伟大的成功，带给张衡的并不是鲜花和颂歌，而是无法抗拒
的诬蔑、诽谤和讥刺。当地动仪还在“母腹”中时，那些抱残守缺、冥顽不
化的官僚就诅咒张衡“触犯天神，必遭恶报”，甚至向皇帝告了他的黑状。
地动仪制造出来后，他们又接连上书，排斥打击张衡。最后，张衡虽被迫辞
去太史令的职务，但他用心血和汗水凝聚而成的地动仪却永远留在灵台。他
坚信，科学必将战胜迷信，地动仪将与天地永存。
令人欣慰的是，张衡终于在有生之年亲耳聆听了地动仪成功的消息：那
是公元 138 年的一天，灵台的值班员忽闻地动仪“当”地响了一声，忙跑过
去一看，原来是西北方向的那条龙头吐出铜丸，落在蟾蜍口中。他不敢怠�
