张衡：东汉科圣的星空与地动传奇！

永和四年（139 年），洛阳的秋风卷着落叶穿过太史令官署，62 岁的张衡望着案上的浑天仪模型，手指在刻度上轻轻摩挲。铜制的圆环已泛起青绿色的锈迹，却仍能灵活转动，如同他穷尽半生探索的宇宙。这位集天文学家、数学家、发明家、文学家于一身的东汉奇才，此刻正忍受着宦官集团的排挤与病痛的折磨，脑海中却还在推演着候风地动仪的改进方案。从南阳郡的少年才俊到两度执掌太史令，从《二京赋》的磅礴辞章到地动仪的精妙构造，张衡用一生在科学与文学的星空中，点亮了属于东方的璀璨光芒。在《后汉书》的记载与后世的追念中，他的故事如同一架精密的仪器，每一个齿轮都镌刻着超越时代的智慧。

东汉建初三年（78 年），张衡出生于南阳郡西鄂县（今河南南阳石桥镇）的没落官僚家庭。祖父张堪曾官至渔阳太守，以清廉闻名，却因刚正不阿得罪权贵，家道中落。父亲早逝后，张衡由祖母抚养长大，家境贫寒却挡不住他对知识的渴求。

十岁时，张衡便能通读《诗经》《尚书》，乡邻称他 “过目成诵，出口成章”。但他不满足于儒家经典，常溜出私塾，跑到铁匠铺看工匠打铁，到木匠坊学制作器物。有一次，他看到工匠用杠杆原理撬动巨石，便回家用木棍和石块反复试验，弄懂了 “力臂越长越省力” 的道理，还据此制作了一个能吊起半桶水的小吊车，让大人啧啧称奇。

十六岁时，张衡告别家乡，开始了 “游三辅，入京师” 的求学之旅。他先到长安三辅地区（今陕西中部），游历了终南山、渭水两岸，考察当地的地理风貌与历史遗迹；随后抵达洛阳，进入太学深造。在太学期间，他与崔瑗结为挚友，两人常常一起 “探颐索隐，钩深致远”，讨论天文历法与数学问题。有一次，他们为 “北斗七星为何绕北极旋转” 争论到深夜，张衡指着窗外的星空说：“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于内，天大地小。” 这种 “浑天说” 的雏形，让崔瑗惊叹不已。

在洛阳，张衡的文学才华也逐渐显露。他目睹京城的奢华与底层百姓的疾苦，写下《定情赋》《七辩》等作品，借辞赋抒发对社会现实的思考。当时的大将军邓骘听闻其名，想招他为幕僚，张衡却婉言谢绝：“君子不患位之不尊，而患德之不崇；不耻禄之不伙，而耻智之不博。” 他宁愿 “淡于名利，潜心向学”，也不愿卷入官场纷争。

永元十二年（100 年），23 岁的张衡应南阳太守鲍德之邀，回乡担任主簿，负责文书工作。在南阳的九年里，他利用政务之余，写成《二京赋》（《东京赋》《西京赋》）。这篇赋洋洋洒洒数千言，描写了长安与洛阳的繁华景象，却在字里行间暗含讽喻，提醒统治者 “水所以载舟，亦所以覆舟”。赋中对建筑、音乐、礼仪的细致描绘，成为研究东汉社会的珍贵资料，时人评价 “张衡作赋，精思傅会，十年乃成，冠绝当世”。

永初五年（111 年），张衡被征召入京，历任郎中、太史令等职。其中太史令一职（掌管天文历法、编修史书、祭祀礼仪）最合他的心意，让他得以系统开展科学研究。

东汉时期，关于宇宙结构的争论主要有三派：“盖天说” 认为天圆地方，“宣夜说” 主张天无定形，“浑天说” 则认为天地如鸡蛋，地在中央。张衡通过长期观测，支持并发展了浑天说。他在《浑天仪注》中写道：“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内，天大而地小。天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。” 这一理论虽不完全科学，却比西方 “地心说” 早了一千多年。

为了直观演示浑天说，张衡于元初四年（117 年）发明了浑天仪（又称 “漏水转浑天仪”）。这是一台用水力驱动的天文仪器，主体是一个直径四尺多的铜制圆球，球上刻有二十八宿、南北极、黄道赤道等，球外有两个圆环，分别代表地平圈和子午圈。仪器通过水力推动齿轮转动，一天转动一周，与天体运行同步。铜球转动时，球上的星宿会依次经过窥管，与实际天象完全吻合，堪称 “古代的天文钟”。

张衡还对历法进行了改革。当时沿用的《四分历》误差较大，他通过测算太阳运行周期，提出 “周天三百六十五度又四分之一度” 的观点，与现代测量的 365.2422 度极为接近。他还计算出月亮绕地球运行的周期为 27.32 天，与实际周期只差 0.007 天。这些数据被写入《灵宪》一书，成为东汉天文学的权威成果。

在数学领域，张衡也有卓越贡献。他在《算罔论》中提出圆周率 π 的值为√10（约 3.16），虽不如后来祖冲之精确，却是当时世界上较为先进的成果。他还研究了球体积的计算方法，为后世数学发展奠定了基础。

东汉时期，地震频发，仅和帝、安帝、顺帝三朝就发生过数十次大地震，造成巨大伤亡。当时人们认为地震是 “上天示警”，朝廷常因此罢免官员、举行祭祀，却缺乏科学的监测手段。

张衡目睹地震带来的灾难，决心发明一种能预测地震的仪器。他查阅《礼记》《国语》中关于地震的记载，结合自己对地质现象的观察，认为地震是 “阴阳失衡，地气升降所致”，并推断地震波是从震源向四周传播的。经过六年钻研，阳嘉元年（132 年），候风地动仪终于问世。

据《后汉书・张衡传》记载，地动仪 “以精铜铸成，圆径八尺，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，下有蟾蜍，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，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。”

地动仪发明之初，朝野上下多有质疑。有人嘲笑它 “虚有其表，不能测震”，甚至有宦官借机攻击张衡 “妖言惑众”。直到永和三年（138 年），陇西（今甘肃临洮）发生大地震，地动仪西侧的龙首突然吐出铜丸，落入蟾蜍口中，而洛阳当时毫无震感，众人皆以为仪器失灵。几天后，陇西驿使快马报到，证实当地发生强烈地震，人们这才惊叹地动仪的神奇。

遗憾的是，候风地动仪的原件已失传，其工作原理成为千古之谜。现代科学家根据《后汉书》的记载，推测它可能利用了 “悬垂摆” 原理 —— 仪器内部的都柱（悬锤）在地震时因惯性保持静止，带动周围的机关，使对应方向的龙首吐丸。这种原理与现代地震仪的水平摆原理不谋而合，比欧洲同类仪器早了 1700 多年。

张衡不仅是科学家，更是东汉著名的文学家，与司马相如、扬雄、班固并称 “汉赋四大家”。他的赋作既有铺陈夸张的大气，又有针砭时弊的深刻，形成了独特的 “张衡体”。

早年创作的《二京赋》是张衡的代表作。这篇赋模仿班固的《两都赋》，却在内容上超越前人。赋中详细描写了长安、洛阳的宫殿、街市、游乐场景，如 “龙雀蟠蜿，天马半汉” 的杂技表演，“百戏杂陈，万舞齐扬” 的宫廷宴会，场面宏大，辞藻华丽。但张衡并非单纯炫技，而是在赋末写道：“水所以载舟，亦所以覆舟；民怨其上，不遂亡者，未之有也。” 借汉武帝、汉灵帝的奢华生活，警示当朝统治者要 “恤民力，薄赋敛”。

除了大赋，张衡的抒情小赋也别具一格。《归田赋》是他晚年的作品，当时他因得罪宦官集团，仕途受阻，便在赋中表达了归隐田园的愿望：“谅天道之微昧，追渔父以同嬉。超埃尘以遐逝，与世事乎长辞。” 文中描绘了 “仲春令月，时和气清，原隰郁茂，百草滋荣” 的田园风光，语言清新自然，开创了汉代抒情小赋的先河。

在政治上，张衡是一位刚正不阿的官员。他任太史令时，多次上书反对谶纬迷信，指出 “图谶虚妄，非圣人之法”，主张 “尊科学，远虚妄”。顺帝时期，宦官专权，朝政腐败，张衡写下《应间》《七辩》等文，讽刺宦官 “凭权仗势，鱼肉百姓”，并提出 “政善则国兴，政恶则国亡” 的治国理念。

永和元年（136 年），张衡出任河间相（今河北河间）。当地豪强横行，他到任后 “治威严，整法度”，严惩恶霸，清理冤狱，不到三年就使河间 “奸猾敛迹，百姓安乐”。但他的改革触动了权贵利益，遭到诬陷排挤，最终于永和三年（138 年）被召回洛阳，任尚书一职。

永和四年（139 年），张衡在洛阳病逝，享年 62 岁。临终前，他将毕生著作《灵宪》《浑天仪注》《算罔论》等整理成册，托付给弟子崔瑗。这些著作涵盖天文、数学、地理等多个领域，成为后世科学研究的重要资料。

张衡的科学成就对后世影响深远。唐代天文学家一行编制《大衍历》时，借鉴了张衡的浑天说；元代郭守敬改进浑天仪，其设计理念可追溯至张衡的发明；明代徐光启翻译《几何原本》时，曾引用张衡的数学成果。国际天文学界对张衡也高度认可，1970 年，月球背面的一座环形山被命名为 “张衡环形山”；1977 年，小行星 1802 被命名为 “张衡星”。

在文学领域，张衡的赋作被誉为 “汉赋之冠”，对建安文学产生了重要影响。曹植的《洛神赋》、左思的《三都赋》都能看到《二京赋》的影子；陶渊明的田园诗，也与《归田赋》的隐逸情怀一脉相承。

关于候风地动仪的争议，近年来虽有学者质疑其可行性，但主流观点认为，张衡的发明体现了中国古代科学家对地震现象的早期探索，其 “以仪器监测自然” 的思路具有开创性意义。2005 年，中国地震局根据史料复原的地动仪模型，在模拟测试中成功监测到不同方向的震动，印证了其科学原理。

如今，张衡的故乡南阳建有张衡博物馆，馆内陈列着浑天仪、地动仪的复原模型，每年吸引大量游客前来参观。2018 年，“张衡地动仪” 邮票发行，再次唤起人们对这位科圣的纪念。

回望张衡的一生，他既是 “仰观天象，俯察地理” 的科学家，又是 “精思傅会，十年乃成” 的文学家；既有着 “致君尧舜上” 的政治理想，又保持着 “淡泊以明志” 的学者风骨。他在《应间》中写道：“人生在勤，不索何获？” 这句名言恰是他一生的写照 —— 对知识的不懈求索，对真理的执着追求，让他在两千年前的东汉，就触摸到了科学与文学的星辰。

当我们今天仰望星空，看到 “张衡星” 在宇宙中闪耀时，看到的不仅是一个名字，更是一种精神 —— 那种跨越时空、超越地域的探索精神，那种将个人命运与人类文明紧密相连的担当精神。这种精神，正如张衡所设计的浑天仪，永远在历史的长河中，精准地运转着，指引着后来者前行的方向。