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“岁月飘忽,性灵不居,腾声飞实,制作而已。” 刘勰《文心雕龙》

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张衡,伟大的天文学家  

2015-07-18 16:37:30|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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张衡(78-139)中国东汉时期伟大的天文学家,字平子,南阳西鄂(今河南省南阳县石桥镇)人。十七岁时,离开家乡,到西汉故都长安及其附近地区考察历史古迹,调查民情风俗和社会经济情况。安帝永初二年(公元108年)鲍德调离南阳后,张衡去职留在家乡,用了三年时间钻研哲学、数学、天文,积累了不少知识,声誉大振。永初五年他再次到京城,担任郎中与尚书侍郎。元初二年(公元115年)起,曾两度担任太史令,前后凡十四年,在天文学上取得卓越的成就。

他是宇宙结构理论中浑天说的代表人物。他认为天好像一个鸡蛋壳,地好比鸡蛋黄,天大地小;天地各乘气而立,载水而浮。他虽然认为天有一个硬壳,却并不认为硬壳是宇宙的边界,硬壳之外的宇宙在空间和时间上都是无限的。他在《灵宪》这篇著作中,一开头就力图解答天、地的起源和演化问题。他认为天地未分以前,混混沌沌;既分以后,轻者上升为天,重者凝结为地。天为阳气,地为阴气,二气互相作用,创造万物,由地溢出之气为星。他用“近天则迟,远天则速”,即用距离变化来解释行星运行的快慢。

张衡不但注意理论研究,而且注重实践,他曾亲自设计和制造了漏水转浑天仪、候风地动仪。浑天仪相当于现在的天球仪,原是西汉时耿寿昌发明的。张衡对它作了改进,用来作为浑天说的演示仪器。他用齿轮系统把浑象(见浑仪和浑象)和计时漏壶联系起来,漏壶滴水推动浑象均匀地旋转,一天刚好转一周。这样,人在屋子里看浑象,就可以知道哪颗星当时在什么位置上。候风地动仪制成于顺帝阳嘉元年(公元132年),是世界上第一架测验地震的仪器。他的“候风地动仪”和三国人物诸葛孔明的“木牛流马”是现今被公认的无法仿造出来的,并超越当时时代智慧的工具。

张衡还对许多具体的天象做了观察和分析。他统计出中原地区能看到的星数约2,500颗。他基本上掌握了月食的原理。他测出太阳和月亮的角直径是周天的1/736,即29'24″,同太阳和月亮的平均角直径31'59.″26和31'5.″2相差不多,可见张衡的测量是相当准确的。张衡认为,早晚和中午的太阳,其大小是一样的;看起来早晚大,中午小,只是一种光学作用。早晚观测者所处的环境比较暗,由暗视明就显得大,中午时天地同明,看天上的太阳就显得小。好比一团火,夜里看就大,白天看就小。

据《后汉书.张衡列传》记载,他共留下科学、哲学、文学方面的著作三十二篇,列传中全文收进去的有两篇,即《应闲赋》和《思玄赋》。这两篇赋确实反映了张衡的思想境界。前者表明他的为人和治学态度;后者则是一篇难得的人类到星际旅行的随想:“出紫宫之肃肃兮,集大微之阆阆。命王良掌策驷兮,埘高阁之锵锵。建罔车之幕幕兮,猎青林之芒芒。弯威弧之拨剌兮,射嶓冢之封狼。观壁垒于北落兮,伐河鼓之磅硠 。乘天潢之汎汎兮,浮云漢之湯湯。倚招搖、攝提以低回剹流兮,察二纪、五纬之绸缪啭皇。”(译文:我走出清幽幽的“紫微宫”,到达明亮宽敞的“太微垣”;让“王良”驱赶着“骏马”,从高高的“阁道”上跨越扬鞭!我编织了密密的“猎网”,巡守在“天苑”的森林里面;张开“巨弓”瞄着了,要射杀嶓冢山上的“恶狼”!我在“北落”那儿观察森严的“壁垒”,便把“河鼓”敲得冬冬直响;款款地登上了“天潢”之舟,在浩瀚的银河中游荡;站在“北斗”的末梢回过头来,看到日月正在不断地回旋。) (注:以上引号内的内容是古代天文星座。)

张衡的《思玄赋》显示出他元神离体后星际旅行的过程,不难看出这是他之所以知道地球是球体而非无限平面的原因。这也是他能提出符合宇宙结构的浑天说的原因所在。他走的是和现今实证科学完全不同的研究宇宙的方法。同时,我们不难看出,张衡的成就是与他的为人和治学态度紧密相关。

参考文献:

《中国大百科全书(天文卷)》《张衡年谱》

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