中国古代科学家的故事:张衡发明地动仪

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中国古代科学家的故事:张衡发明地动仪插图

东汉时的张衡虽然家境贫穷,但从小就勤奋好学,加上天资聪颖,很早就闻名乡里。据史书记载,他十岁时就“能五经贯六艺”,过目成诵。他兴趣很广泛,常常涉猎自然科学方面的读物,而且写得一手好辞赋,特别爱好数学和天文研究。

朝廷听说张衡是个有学问的人,召他到京里做官。他先是在宫里做郎中,后来担任了太史令,负责观察天象。这个工作正好符合他研究的兴趣。

当时,人们无法解释地震的原因,也无法预测地震,常常因为地震导致城墙、房屋倒坍,还会死伤许多人畜。张衡对记录下来的地震现象经过细心地考察和试验,发明了一个测报地震的仪器,叫做地动仪。

中国古代科学家的故事:张衡发明地动仪插图(1)地动仪复原模型

地动仪是用青铜制造的,形状有点像一个酒坛,四围刻铸着八条龙,龙头向八个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球:龙头下面,蹲了一个铜制的蛤蟆,对准龙嘴张着嘴。哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来,把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴里,发出响亮的声音,就给人发出地震的警报。

138年2月的一天,张衡的地动仪正对西方的龙嘴突然张开来,吐出了铜球。按照张衡的设计,这就是报告西部发生了地震。可是,那一天的洛阳却没有地震的迹象,也没有听说附近有哪儿发生了地震。因此,大伙儿都说张衡的地动仪是骗人的玩意儿。

过了几天,有人骑着快马来向朝廷报告,离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震,连山都有崩塌下来的。大伙儿这才信服。

不光是这样,张衡还用铜制造了一种测量天文的仪器,叫做浑天仪,上面刻着日月星辰。他设法利用水力来转动这种仪器。据说什么星从东方升起来,什么星向西方落下去,都能在浑天仪上看得清清楚楚。据《辞海》所记:张衡首次正确解释月食是由月球进入地影而产生;观测和记录了中原地区能看到的2500颗星星,并且绘制了我国第一幅较完备的星图。因为他在科学方面的杰出成就,后世称张衡为“科圣”。

中国古代科学家的故事:张衡发明地动仪插图(2)江苏省南京市紫金山天文台的浑天仪

知识链接:名垂千古“二京赋”

赋,是由《楚辞》衍化出来的,也继承了《诗经》讽刺的传统,在汉朝很流行。

自幼爱好文学的张衡有很多优秀作品,风格也各不相同。和帝永元十二年(100),23岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿,掌管文书工作,并在办理政务之余,潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材,先后花了十年功夫,于安帝永初元年(107)写成著名的文学著作《东京赋》和《西京赋》,总称为“二京赋”。《西京赋》写西汉享乐而无远虑,《东京赋》虽对东汉初期的政治进行了不符合实际的歌颂,而重点则在言“民怨”“下叛”的可忧可危,要当时统治集团加以重视,以免王朝倾覆。“二京赋”也反映了当时都市生活的情景,成为后人研究汉代社会的史料。

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