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张衡:从仰望星空到俯瞰大地(上)

您当前的位置 : 洛阳网 > 新闻中心 > 洛阳 > 经典洛阳 > 河洛广记  来源: 洛阳网—洛阳晚报 2020-03-24 09:31
张衡(资料图片)

  常言说,疾风知劲草。关键时刻,人们总是无比信赖科技的力量。

  我国古代有不少科技名人,默默地推动时代进步。比如墨子,比如张衡,他们是古代科学家中的佼佼者,被后人誉为“科圣”。

  “科圣”是怎样炼成的?我们来看一看。

  1 从洛阳太学走出的年轻人

  1900多年前,一个年轻人带着行囊来到洛阳,走进了东汉的最高学府——太学。

  20年后,他在京师洛阳造出了测定天体位置的大型仪器——浑天仪。又过了20年,仍是在洛阳,他发明的地动仪测出了千里之外的地震……

  既能仰望星空,又能俯瞰大地,这个人就是张衡。因为取得了杰出的科学成就,他被后人尊称为“科圣”。

  事实上,张衡不仅是一位科学家,还在文学、绘画、算术、历法等方面造诣很高,从中任意选取一项,都足以令他名垂青史。

  《后汉书》中记载,张衡字平子,南阳西鄂(今南阳市石桥镇)人,生于东汉建初三年(公元78年)。他的祖父名叫张堪,东汉初年曾任蜀郡太守,参与征伐割据益州的公孙述,后又领兵击退匈奴,很有威名。

  张衡出身世家,但他少年时家道中落。求学心切的他收拾行囊,离开家乡,先是游学长安,然后到洛阳,进入太学。

  太学是当时全国的最高学府,学者云集,学术氛围浓厚。张衡在这里如鱼得水,很快就“通五经,贯六艺”,并对天文、地理、易学等产生了兴趣。他生性“从容淡静,不好交接俗人”,但在洛阳太学,他结识了一生的挚友——崔瑗(yuàn)。崔瑗是河北安平人,比张衡大一岁,精通天文、历法及易学等,且工辞赋,两个人志趣十分相投。

  离开太学后,汉和帝永元十二年(公元100年),23岁的张衡应南阳太守鲍德之邀,到家乡担任主簿。当时天下承平日久,王公贵族奢靡成风,张衡仿照班固的《两都赋》,花10年时间完成了《二京赋》,以讽谏朝廷。

  大将军邓骘(zhì)很看重张衡的才学,屡屡征召,但张衡都拒绝了。汉安帝也“雅闻衡善术学,公车特征拜郎中”,永初五年(公元111年),张衡终于入朝任职。4年后,他当上了太史令。

  2 主张浑天说的太史令

  太史令掌管国家的天文、历算等,对张衡来说,也算专业对口。

  《后汉书》中说:“衡善机巧,尤致思于天文、阴阳、历算,常耽好《玄经》。”令张衡手不释卷的《玄经》,就是西汉学者扬雄所著的《太玄经》。从某种程度上说,扬雄影响了张衡的人生。

  扬雄字子云,生活在西汉末年。他年少时喜欢辞赋,对司马相如极为推崇。后来,他意识到辞赋只是雕虫小技,“壮夫不为”,便开始研究哲学,认为玄是宇宙万物的起源,并模仿《易经》著成《太玄经》。

  张衡文学才华出众,赋写得极好,古籍《文心雕龙》将他与扬雄、司马相如及蔡邕相提并论,称“扬马张蔡,崇盛丽辞”。此外,与扬雄一样,他对哲学也充满了兴趣,曾对好友崔瑷说:“吾观《太玄》,方知子云妙极道数。”

  在汉代,人们对宇宙的认识,主要有盖天说、浑天说和宣夜说。其中,盖天说认为“天圆如张盖,地方如棋局”,天像一个锅盖笼罩着大地。浑天说认为天地像一个鸡蛋,天是蛋壳,地是蛋黄,“天地乘气而立,载水而行”。宣夜说则认为天无定形,日月星辰“自然浮生虚空之中”。

  由于宣夜说失传较早,汉代人争论的主要是盖天说和浑天说。

  扬雄是浑天说的有力支持者,在《法言》一书中称:“或问浑天,曰:‘落下闳营之,鲜于妄人度之,耿中丞象之。’”也就是说,西汉时期,落下闳等天文学家已提出浑天说,并对其进行了检验。同时,扬雄还提出了“难盖天八事”,即用八个问题对盖天说进行否定。

  到了东汉,浑天说已占上风。张衡熟读《太玄经》,认可扬雄的观点。他在前人的基础上,不仅完善了浑天说的理论,称“浑天如鸡子……天之包地,犹壳之裹黄”,还“研核阴阳,妙尽璇机之正,作浑天仪”。

  张衡在洛阳造出浑天仪,是在汉安帝元初四年(公元117年)。随后,他又著成《灵宪》一书,解释天体运行的规律。浑天说由此走向成熟,他也成了浑天说的代表人物。

  3 用浑天仪观测到2500颗恒星

  张衡造的浑天仪是一种水运浑象,又称漏水转浑天仪。它是用铜铸成的大型球体模型,可以绕轴转动,模拟天体运行。

  在球体的表面刻有二十八星宿及赤道、黄道等,类似于现在的天球仪。球的一半隐没在地平圈的下面,另一半显露在地平圈的上面。轴和球体的两个交点,代表南极和北极。

  张衡将浑天仪置于洛阳灵台的密室中,漏壶的水流推动其缓慢运转,并让人在室外观测实际天象。结果证明,浑天仪上显现的天象与实际天象完全相符。

  与浑天仪相连的一个机械装置叫瑞轮荚,是张衡受传说中的奇树蓂(míng)荚启发创造出来的。漏壶的水流推动瑞轮荚,使其从每月初一开始,一天出一片叶子,月圆时出满15片,然后再每天收起一片叶子,直到月末,如此循环下去,“随月盈虚,依历开落”,它相当于自动日历。

  精巧绝伦的浑天仪制造出来后,人们惊叹不已。张衡还写了《浑天仪注》等对其进行解释,对天象的观测和研究成果则收入《灵宪》一书。

  在《灵宪》中,张衡对一些天象进行了科学解释。他认为宇宙是无限的,而天体运行自有其规律。比如,月亮之所以会发光,是因为反射了太阳的光芒,即“月光生于日之所照”,而“当日则光盈,就日则光尽也”。

  今天,城市的夜晚灯光璀璨,人们常常忘记仰望星空。当年张衡在洛阳观测天象,对星空了如指掌。他在《灵宪》中记录了观测到的恒星数量,为“常明者百有二十四,可名者三百二十,为星二千五百”,并绘出了我国最早的星体分布图——《灵宪图》。

  东汉之后,因为战乱等原因,《灵宪图》失传。张衡记录的2500颗恒星一度被人遗忘,直到17世纪,人们用望远镜才观测到3000多颗恒星。相比之下,张衡和他的浑天仪领先世界许多年。

  后来,人们将月球背面的一个撞击坑命名为“张衡环形山”,将编号1802的小行星命名为“张衡小行星”……对张衡来说,这是极好的纪念。(洛阳晚报首席记者 张广英)

[ 责任编辑:唐好优(见习)]
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