张衡 编辑

中国东汉时期科学家、官员

张衡(78—139年),字平子,南阳郡西鄂县(今河南南阳市石桥镇)人。东时期杰出的天文学家、数学家、发明家地理学家、文学家。在东汉历任郎中、太史侍中、河间相职。晚年因病入朝任尚书,于永和四年(139年)逝世,享年六十二岁。北宋时被追封为西鄂伯。

衡在天文学方面著有《灵宪》《浑仪图注》等;数学著作有《算罔》;文学作品以《二京》《归田赋》等为代,与司马相如扬雄班固并称“汉赋四大家。《隋书·经籍志》有《张衡集》14卷,久佚。明人张溥编有《张河间集》。

张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明地动仪、改进浑天仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一。后人誉其为“木”或“科圣”。由于他的贡献突出,国际天文学联合会将球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。后人为纪念张衡,在南阳修建了张衡博物馆。

概述内图片来源:蒋兆和绘《张衡像》

基本信息

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本名:张衡

别名:张平

字:平子

所处时代:东汉

民族族群:汉族

出生地:南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)

生日期:78年

逝世日期:139年

主要作品:灵宪、张河间集、归田赋、二京赋

主要成就:开创中国天文、地理研究之先河发明地动仪以其名命名“张衡星”、“张衡环形山”汉赋四大家之一

官职:太史令、河间相、尚书

后世尊称:木圣(科圣)

追封:西鄂伯

人物生平

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博通经籍

蒋兆和绘《张衡像》蒋兆和绘《张衡像》

汉和帝永元(89年—105年)年间,张衡被推举为孝廉,但他没有接受,公府几次征召也不到。当时,国家太平日久,自王侯以下,没有不奢侈过度的。张衡于是仿照班固的《两都赋》,殚精竭思十年,才作成《二京赋》,用以讽谏朝廷。大将军邓骘欣赏张衡的才华,多次征召他,张衡都不应命。

永元十二年(100年),张衡应南阳太守鲍德之,作了他的主簿,掌管文书工作。八年后,鲍德调任京师,张衡即辞官居家。

职掌太史

张衡擅长机械,特别用心于天文、阴阳、历算。平常喜爱扬雄的《太玄经》,对崔瑗说:“我看《太玄》,才知子云(扬雄字)妙极道数,可与《五经》相比,不仅仅是传记一类,使人论辩阴阳之事,汉朝天下二百年来的书啊。再二百年,《太玄经》就会衰微吗?因为作者的命运必显一世,这是当然之符验。汉朝四百年之际,《玄》学还要兴起来的呢。”

汉安帝早就听说张衡善术学,永初五年(111年),张衡被朝廷公车特征进京,被拜为郎中,再升任太史令。于是研究阴阳,精通天文历法,制作浑天仪,著有《灵宪》、《算罔论》,写得较为详细明白。虽然在汉顺帝即位初年再调动它职,但后来又任太史令,张衡任此职前后达14年之久。他许多重大的科学研究工作都是在这一阶段里完成的。

张衡不慕当世的功名,担任官职,往往多年都不得迁升。自从离开史官的职务五年后,又回到原职。于是设客问体,作《应问》来表明自己的心迹。当时,政事渐衰,宦官干政。张衡于是上疏陈事,劝谏顺帝。

外出国相

张衡纪念邮票张衡纪念邮票

永和四年(139年),张衡逝世,享年六十二岁。

宋徽宗大观三年(1109年),张衡因算学方面的成就被北宋追封为西鄂伯。 后世称张衡为“木圣” 或“科圣”。

主要影响

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发明

  • 地动仪

地动仪结构地动仪结构

阳嘉元年(132年),张衡在太史令任上发明了最早的地动仪,称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载:地动仪用精铜铸成,圆径八尺,顶盖突起,形如酒樽,用篆文山龟兽的形象装饰。中有大柱,傍行八道,安关闭发动之机。它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落入蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。经过试验,与所设制,符合如神,自从有书籍记载以来,是没有过的。曾经一龙机发,地不觉动,雒阳的学者都责怪不足信,几天之后,送信人来了,果然在陇西地发生地震,众人于是都服其神妙。自此之后,朝廷就令史官记载地动发生的地方。

关于地动仪的结构,流行的有两个版本:王振铎模型,即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型已被基本否定。 另一种模型由地震局冯锐提出,即“都柱”是悬摆(见袁宏《后汉纪》),摆下方有一个小球,球位于“”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动小球,小球击发控制龙口的机关,使龙口张开。另外,冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。

世界上地震频繁,但真正能用仪器来观测地震,在国外,是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位,但它却超了世界科技的发展约1800年。

  • 浑天仪

张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上,根据自己的浑天说,创制了一个比以前都精确、全面得多的“浑天仪”。

漏水转浑天仪是一种水运浑象。用一个直径四尺多的铜球,球上刻有二十八宿、中外星官以及赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等,成一浑象,再用一套转动机械,把浑象和漏壶结合起来。以漏壶流水控制浑象,使它与天球同步转动,以显示星空的周日视运动,如恒星的出没和中天等。它还有一个附属机构即瑞轮冥菜,是一种机械日历,由传动装置和浑象相连,从每月初一起,每天生一叶片;月半后每天落一叶片。它所用的两级漏壶是现今所知最早的关于两级漏壶的记载。

纪清远绘《南阳张衡》纪清远绘《南阳张衡》

《后汉书》提到,张衡曾写过一部《算罔论》。此书迟到唐代已经失传,以至唐代的章怀太子李贤怀疑张衡没写过这部书,而是因为《灵宪》是网络天地而算之,故称《灵宪算罔论》。从《九章算术·少广》章第二十四题的刘徽注文中得知有所谓“张衡算”,因此,张衡写过一部数学著作是应该肯定的。从刘徽的这篇注文中可以知道,张衡给立方体定名为质,给球体定名为浑。他研究过球的外切立方体积和内接立方体积,研究过球的体积,其中还定圆周率值为10的开方,这个值比较粗略,但却是中国第一个理论求得π的值。另外,如果按照钱宝琮对《灵宪》的校勘:“(日月)其径当天周七百三十分之一,地广二百三十二分之一”,则当时π值等于730/232=3.1466,较10的开方有精密了。但钱宝琮所作的校勘似乎未必都符合张衡的原来数字。

绘画

张衡认为画家喜欢一些非现实的东西,因为可以借此虚构和想象,他在汉顺帝阳嘉年间一篇上疏中就说:“譬犹画工,恶图犬而好作鬼魅,诚以事实难形,而虚伪不穷也。” 张衡的绘画作品今不存,唐张彦远历代名画记》称他”才过人,性巧,明天象,善画。“又记有:“张衡作《地形图》,至唐犹存。”

历史评价

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张衡雕像张衡雕像

崔瑗:① 数术穷天地,制作侔造化。② 于惟张君,质懿丰,德茂材羡,高明显融。焉所不学,亦何不师,盈科而逝,成章乃达。一物不知,实以为耻,闻一善言,不胜其喜。包罗品类,禀授无形,酌焉不竭,冲而复盈。廪廪其庶,亹亹其几,膺数命世,绍圣作师。苟华必实,令德惟,柔嘉伊则,孝友祗容。允出在兹,维帝念功,往才谐,化洽民雍。愍天不吊,降此咎凶,哲人其萎,罔不时恫。纪于铭勒,永终誉兮,死而不朽烈著兮。

祢衡:南岳有精,君诞其姿;清和有理,君达其机。故能下笔绣辞,扬手文飞。昔伊尹值汤,吕望遇旦,嗟矣君生,而独值汉。苍蝇争飞,凤凰已散,元龟可羁,河龙可绊。石坚而朽,星华而灭,惟道兴隆,悠永靡绝。君音永浮,河水有竭。君声永流,旦没发。余生虽后,身亦存游,士贵知已,君其勿忧。

夏侯湛:奕奕张生,秉德淑清。研深综理,思俊才英。实掌天地,幽赞神明。冠曩兴美,倾汉流声。匪唯天象,亦垂人文。有炳其犹,有铄其新。仰鉴遗籍,驰心哲人。殊世投好,百载交神。命南邦,行出尔涂。(阙一字)及隧首,辍驾前衢。徘徊崇碑,逍遥故墟。企仰网瞻,长怀焉如。昔在先,唯德作友。古而无死,愿言携手。世则兹泯,道乃(阙二字)。在珠咏隋,于璧称和。戢宝无雕,人寿几何?望兼京台,思逾俟河。

范晔《后汉书》:①崔瑗之称平子曰’数术穷天地,制作侔造化‘。斯致可得而言欤!推其围范两仪,天地无所蕴其灵;运情机物,有生不能参其智。故知思引渊微,人之上术。记曰:’德成而上,蓺成而下。‘量斯思也,岂夫蓺而已哉?何德之损乎! ② 三才理通,人灵多蔽。近推形算,远抽深滞。不有玄虑,孰能昭晰? ③ 若固、周举之渊谟弘深,左雄、黄琼之政事贞固,桓焉、杨厚以儒学进,崔瑗、马融以文章显,吴祐、苏章、种暠、栾巴牧民之良干,庞参、虞诩将帅之宏规,王龚、张皓虚心以推士,张纲、杜乔直道以纠违,郎顗阴阳详密,张衡机术特妙,东京之士,于兹盛焉。

张彦远:今分为三古以定贵贱,以汉、魏三国为上古,则赵岐、刘亵、蔡邕、张衡、曹髦杨修、桓范、徐邈、曹不兴、诸葛亮之流是也。

郑谷:张平子才高过人,性巧,明天象,善画。

归有光贾生之通达,蔡邕之文学,张衡之精思,卓茂之循良,李膺之高节,黄宪之度,邓禹之功勋,有不可一二数

王夫之:何休、郑玄之治经术,京房、襄楷、郎顗、张衡之论治道,始以鬼魅妖孽之影响乱六籍。而上动天子,下鼓学士,曰此圣人之本天以治人也。

郭沫若:张衡(79-139)东汉末叶杰出的文学家,他的两京赋在汉代文学中有优越地位。但在天文方面,他也有独到成就。年四十时(公元117年)制成浑天仪,以观察天体运行。其后十五年,又制成候风地动仪,以测候地震。如此全面发展之人物,在世界史中亦所罕见,万祀千龄,令人仰。

翦伯赞《中国史纲要》:浑天说的代表人物,是东汉的太史令张衡。张衡是有名的文学家,又是反谶纬的思想家,也是杰出的科学家

范文澜《中国通史简编》:王充的著作,有益于科学思想,张衡的发明,推进了科学知识。论衡与地动仪是东汉两大创造,王充与张衡是东汉文化界的两个伟人。

白寿彝:张衡是中国历史上一个伟大的科学家和文学家。他的文学创作反映了他在仕途生活中遭受的曲折和坎坷,他在辞赋诗歌散文等方面都有优秀的业绩,表现了独创性

钱伟长:张衡创浑天学说,作浑天仪......其精巧为以前中外所未有。张衡不但对于天文有很好的成就,他还发明了候风地动仪。同时,他也是有数的文学家和艺术家。他死后崔瑗为之撰碑说他‘数术穷天地,制作侔造化。’无疑地像张衡这样人,在任何时代,统可成为一个凤毛麟角的人......张衡创造了浑天学说,说明天象的运行原则。根据他所测绘的星图——‘灵宪图’这便是现代‘假天仪’的原始鼻祖。远在机械工业发展前约二千年的祖国,竟能发明制作出这样精巧的仪器,真是惊人而值得我们崇拜了。汉代学者蔡邕参观了这个仪器,曾经有愿意终生偃卧在浑天仪里的感叹,足见张衡的伟大和浑天仪的精巧绝伦了。

河南南阳张衡博物馆河南南阳张衡博物馆

赖家度:张衡在一生中,努力学习,刻苦钻研,毫不倦怠和自满,精益求精的前进。不论在知识领域的那一方面,他的造诣都是广博而精深的;文学艺术上有他的优秀作品,天文历算上有他的综合研究,机械制造上有他的特殊技巧,而在学术思想上他曾坚持着反图谶的斗争,在政治实践上他也曾有积极而进步的活动;尤其在自然科学方面,他有如浑天仪和地动仪等的空前发明。这些丰富而珍贵的劳绩,在我们祖国和全世界的科学史上都占着崇高的地位,值得我们纪念和学习。

严济慈:精仪揭天地,科圣著千秋

《恒星物理》:张衡‘在人类文化早期发展的时期就有实验科学上的伟大发现,实为不可思议的奇迹。’

《简明不列颠百科全书》:张衡两度任太史令,是中国古代宇宙结构理论浑天说的代表。

轶事典故

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《历代名画记》记载了一个关于张衡用“足趾画怪兽”的传说:张衡听说建州浦城水中有豕身人首的怪兽,于是前往画它。但这个怪兽怕人画它,所以不出来。张衡于是扔掉纸笔,怪兽就出来了,他悄悄地用足趾画下怪兽的行状。能用足趾写生,这虽然是种传说,但也可见当时张衡的画名是不低的。

人际关系

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祖父

张堪,字君游,官至渔阳太守。

后代

张辅,字世伟,西晋时官至梁州刺史

主要作品

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著述

张衡曾著有《周官训诂》,崔瑗认为与其他儒生的说解没有区别。他又想继孔子《易》补正《彖》、《象》的残缺,始终没有完成。他所著、赋、铭、七言及《灵宪》、《应间》、《七辩》、《巡诰》、《悬图》(一作《玄图》)等作品,共三十二篇。

《汉诗》辑录有其诗歌九篇。 隋书·经籍志》有《张衡集》14卷,久佚。明人张溥编有《张河间集》,收入《汉魏六朝百三家集》。《全后汉文》卷52—55辑录有其诗赋奏疏。 上海古籍出版社出版有今人张震泽注《张衡诗文集校注》。

出版图书

后世纪念

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墓葬

张衡墓位于河南省南阳市北25公里石桥镇南小石桥村西20米处,为国务院全国重点文物保护单位。据史料记载,汉代时陵园建造宏伟,翁仲、石兽对立,祠庙巍峨壮观。后经战乱,以往胜迹荡然无存。新中国成立后,1956年重修了张衡墓园与“平子读书台”。墓园面积12000多平方米,墓室封土高8米,周长79米,在高大的古墓周围遍植松柏。墓前的明、清石碑加盖了碑楼。并于墓前立方碑1座,碑文为原中国科学院院长郭沫若撰写。墓北读书台遗址,亦重新建台立碑。

国际纪念

为了纪念张衡的功绩,联合国天文组织于1970年将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,又于1977年将小行星1802命名为“张衡星”,2003年,国际小行星中心为纪念张衡及其诞生地河南南阳,将小行星9092命名为“南阳星”。

艺术形象

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1983年影《张衡》:许还山饰演张衡。

2012年电影《汉太尉杨震》:陈兵饰演张衡。

史料索引

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范晔《后汉书·卷五十九·张衡列传第四十九》