张衡

张衡（公元78年—公元139年），字平子，南阳郡西鄂县（今河南省南阳市卧龙区石桥镇）人，是东汉时期乃至中国古代最著名的科学家之一，精通天文学、数学、地理学、文学诸多领域。张衡因其科学造诣被后世誉为科圣（或木圣），为南阳五圣之一，又因其文学造诣与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四大家。

张衡是南阳郡西鄂县人（今河南南阳石桥镇），出生于东汉建初三年（公元78年），其家族是南阳世家大族，历史悠久，早在春秋时期，张氏先祖曾为晋国大夫。到了两汉交替时期，张衡的曾祖父是地主大户，他的祖父张堪地位也是较高，曾任蜀郡太守、渔阳太守等职。然而，在张堪去世后，张家迅速衰落。在张衡幼年之时，南阳一带曾有灾荒，张家因贫弱而依靠当地富户朱晖的赈济。虽然幼年生活清苦，但张衡自幼仍能得到良好的教育，并且他天资聪睿，敏而好学，从小便文才出众。东汉永元五年（公元93年），张衡离开故乡南阳，开始到外游学。张衡先到关中西京长安，游览三辅各地（今陕西省西安市一带）。两年后，张衡折首东向，往洛阳而去，经临潼到骊山，于骊山山下温泉沐浴时，有所感怀，即兴而作《温泉赋》。抵达洛阳后，由于张衡未有县令和郡太守的推荐，因此不能作为正式的学生进入太学学习。但张衡在洛阳求学期间，结交了东汉经学大师马融、东汉名臣窦融的玄孙窦章、东汉政论家王符等人，与书法家崔瑗[yuàn]成为挚友，张衡兴趣广泛，兼采众家之长，将五经六艺融会贯通，得到了马融、经学家贾逵等大儒的认可。东汉永元七年（公元95年），张衡被推举为孝廉，州府几次征召其为幕僚，都被张衡拒绝。

东汉永元十二年（公元100年），张衡应南阳太守鲍德之邀，从洛阳返回南阳，在鲍德手下任主簿一职，掌管文书工作，协助鲍德治理南阳郡政，颇有政绩。闲暇之余，张衡多进行文学创作，写下《绶笥[sì]铭》《司徒吕公谏》《司空陈公谏》等应用文。东汉永初元年（公元107年），张衡为颂扬汉朝国势昌隆，也为讽谏王侯将相奢侈无度的现象，仿照东汉文学家班固的《两都赋》写出了《二京赋》。东汉永初二年（公元108年），南阳太守鲍德调离南阳，升任大司农。于是，张衡辞去南阳主簿之职，回到故里，一心钻研学问。并且，张衡开始由对文学的爱好，转向对天文、历法、哲学的研究，比如张衡开始钻研西汉思想家扬雄的《太玄经》。东汉永初三年（公元109年），张衡因才华出众而获大将军邓骘的青睐，于是邓骘[zhì]多次征召张衡，而张衡一概婉拒不应。东汉永初五年（公元111年），汉安帝刘祜欣赏张衡的学问，特地指名征召张衡来京。张衡无法推却皇命，只得第二次来到洛阳，并于尚书台担任郎中一职，负责起草文书。三年过后，于东汉元初元年（公元114年），张衡升任尚书侍郎。

张衡在尚书台任职期间，多有显露其在机械制造以及天文学方面的素养和能力，于是在东汉元初二年（公元115年），张衡被特调为太史令，负责天文历法和编纂史书。张衡专心致志于天文历法之学，并于东汉元初四年（公元117年），铸成新设计的浑天仪。张衡还在大量天文观测与研究的基础上，写出了中国xxx部天文学理论著作《灵宪》，在其阐述他的天文学理论。张衡在数学领域也有所成就，写出《算罔论》。从东汉建光元年（公元121年）到东汉延光四年（公元125年），张衡从太史令一职改任公车司马令，负责皇宫安保，传达内外奏章，接受各方上贡，以及接待各地应征入京人员。张衡虽不在太史令任上，但并未中断天文历法的研究工作，还积极参与当时历法改革问题的辩论，主张以月行九道法来推算每月的朔日，因遭反对，未能施行。除了天文学之外，张衡还对数学、物理和木制机械进行研究，获得较多成果。从东汉永建元年（公元126年）到东汉阳嘉二年（公元133年），张衡再度出任太史令。在此期间，张衡完成了他的另一部天文学著作《浑天仪注》，并且制作了世界xxx台地震观测仪器——候风地动仪，又铸成水运浑天仪。

东汉阳嘉二年（公元133年），张衡因受汉顺帝刘保的重视，从公车司马令升任侍中，作为皇帝顾问，得侍左右，参议枢密。张衡为官清廉，痛恨宦官专权，痛心政治腐败。由于，宦官集团担心张衡对其不利，便多次向皇帝进谗言，恶意诽谤张衡。张衡深感其处境堪忧，便多次上疏，请求到东观（东汉的国家图书馆）去编撰史书，却未能获准。张衡深感政治腐败，个人无能为力，于是作《思玄赋》来抒发心中郁闷。东汉永和元年（公元136年），张衡因遭宦官多次诽谤中伤，失去汉顺帝刘保的信任，最终被排挤出了朝廷，外调出京，任河间王刘政的国相。河间王刘政骄奢横暴，与当地豪强沆瀣[xiè]一气。张衡暗地里访知奸徒姓名，派吏收捕，坚决打压黑恶势力。在张衡的治理下，河间一带大为改观，张衡颇受当地百姓赞誉。

东汉永和三年（公元138年），张衡想告老还乡，作《归田赋》以明其志，但未能获准，反而调回京城洛阳，任尚书一职，协助皇帝处理政务。一年后，张衡于东汉永和四年（公元139年）在尚书任上去世，享年六十二岁，后归葬故乡南阳西鄂。北宋大观三年（公元1009年），张衡被北宋追封为西鄂伯。

张衡在其天文学著作《灵宪》中，阐述了自己对于宇宙生成的理论。张衡认为宇宙万物是由运动变化着的“元气”生成，“元气”是目不可及的客观实在，生成依次经历了三个阶段。xxx阶段称作“溟滓”，宇宙沉寂，一片虚无，但虚无之中存在着宇宙万物变化发展的客观规律；第二阶段称作“庞鸿”，宇宙一片混沌，各种物质性元气出现，并互相混合在一起；第三阶段称作“太元”，不同性质的元气清浊逐渐分开，形成万物。这三个阶段，是一个从无到有，从小到大的发生、发展过程，并非神造，更非人为。这种宇宙生成理论，不但符合物质世界的发展规律，而且也符合物质不灭的先进定律。

张衡在其天文学著作《灵宪》中，将人类生活所在的天地与宇宙分开，天地只是宇宙的一部分，宇宙中还存在其他类似的客观实在，它们都可以自由运动，然而天地是有限，但是宇宙是无极的，在空间上无限，在时间上无穷。

中国古代关于宇宙结构的理论有盖天说、浑天说和宣夜说。浑天说大致起源于战国时期，而张衡是浑天说的支持者，吸收前人理论，不断完善浑天说。张衡在《灵宪》中有着早期浑天思想，但特殊之处在于张衡将浑天说的天球概念的范围限定在人类所生活的天地之中，与无限的宇宙区分开来。张衡在之后的《浑天仪图注》中，进一步发展了浑天说，认为天是球形，大地不是方形，如鸡蛋蛋黄，打破了盖天说和早期浑天说天圆地方的观点。在浑天说的基础上，张衡在《浑天仪图注》中精确解释了黄道和赤道的关系，探讨了由黄道度数求赤道度数的改正值，由黄道度数求赤道度数要减或加一个改正数，即张衡所说的黄道进退数。这种科学见解的准确性已经为现代天文学研究成果所证明。张衡详细地讲到赤道、黄道、北极上规、南极下规，以及月行九道等度数；找出了太阳运行的规律（实际上是地球围绕太阳公转的规律），因此能够科学地解释为什么夏天昼长夜短，冬天昼短夜长的原因，说明春分和秋分时候昼夜时间一样长的理由。

张衡对天体及其运动有很多深刻认识。xxx，大地为宇宙的中心，其他天体行星绕着大地作旋转；第二，在大地的最外层包着天球，不同的恒星就附着在天球上；第三，日月五星（即所谓“七曜”）在地与天球之间运动；第四，七曜视运动速度而决定于离开地的距离，近则速，远则慢；第五，七曜可以分为运动速度快的和慢的两类，运动速度快的以月亮代表，包括水星和金星，属于阴性；运动速度慢的，以太阳为代表，包括火星、木星和土星，属阳性；第六，七曜离开地的距离是常有变化的，所以反映在它们的运动速度上就有快有慢，顺留逆的变化，是行星运动距离地远近变化的反映。

张衡对于日食和月食有着正确的解释。张衡在《 灵宪 》里认为太阳是一团火，能发出强烈的光，而月亮却不能发光。只有当太阳把月亮照亮时，人们才能看见。当月亮运行到地球和太阳之间，并且三者在一条直线上时，月亮正对地球的一面是暗面，人们看不见了，正是朔日，这时不发光的月亮挡住了发光的太阳，于是产生了日食。张衡在《灵宪》里阐述太阳照着地球，地球的另一面就有一个黑影子，望日晚上月亮进入地球黑影子时便产生月食。这里提出月食是由于太阳射向月亮的光为地球所遮蔽的说法，张衡把黑影子叫做“暗虚”，虽然“暗虚”这个概念不是张衡的独创，而是由西汉的京房首先提出来的，但把“暗虚”这个概念用到解释地球的阴影部分，则是张衡首先想到的。张衡对月食成因的解释，是完全符合科学实际的。

张衡在《灵宪》中，详细记载了自己的观测所得。张衡认为天上常明星官（中国古代的星官类似于现代天文学的星座，一个星官可以有几颗到几十颗星）有一百二十四个，能叫出名字的星官有三百二十个，在洛阳地区能看到的亮星有二千五百颗。现代天文学认为。在同一时间，同一地点，人们能看到的六等以上的亮星在二千五百到三千颗之间，同张衡的观测结果大体相同，张衡还说“微星”（不太亮的星）有一万一千五百二十颗。以往人们不太相信通过目视能观测到这么多颗恒星，但据英国李约瑟先生估计，肉眼能看到的星在六到七等之间，由此能看到的星数可以达到一万四千多颗。张衡所说的“微星”之数，很可能是张衡长期辛勤观测的结果。

张衡曾致力于历法问题的研究，并积极参与有关历法问题的争论。东汉延光二年（公元123年），张衡此时任尚书郎，朝廷发生了一次关于历法的大讨论，讨论是否取代“四分历”，改用其他历法。xxx种观点从图谶和灾异等迷信观念出发，提出应改用合于图谶的“甲寅元历”。第二种观点从汉武帝“攘夷扩境，享国久长”出发，认为应该倒退回去采用“太初历”。而张衡认识到月亮运动不均匀，并推导出月亮实际行度，因而他与另一位尚书郎周兴驳斥上述两种意见，并主张历法采用月行九道法来改进当时的四分历，以更准确地推算朔日的时刻。虽然，张衡的建议未被采纳，但这是试图用定朔法的一次早期努力，在历法史上具有一定地位。

从地震学史的角度考察，中国地震灾害存在着周期性的运转，而张衡所处的时期，恰是历史上地震频率最高发期。然而在东汉时期，地震科学研究却举步维艰，因为此时在谶纬神学极盛，从帝王到士大夫对地震的主流态度是将自然灾害与政治兴替相结合，并附会以神学解释。在此情势下，张衡出于史官的职守，也常借地震来发表“政善则休祥降，政恶则咎征见”的善政思想，如他所作《阳嘉二年京师地震对策》，但从他在太史令任上又严谨科学的研究地震，并寻求科学有效的应对方法。于是，张衡研制地动仪，成为人类历史上的xxx，张衡也因此被全世界公认为地震学的鼻祖。

张衡在数学方面的著作有《算罔论》，是一本古代数学通论。因天文研究与数学有着紧密联系，因此张衡在浑天学说的研究过程中，对立方体和圆周率都有研究。首先，在立方体的研究中，张衡把立方体定名为质，把球体定名为立圆、浑，然后通过研究过球、球的外切立方体、内接立方体的体积，以及它们之间的比率关系，进而对先前立圆术中的数值进行了更为接近实际的修正。张衡把这种思路运用到圆周率的研究中，因此他放弃了古代《周髀算经》上“径一周三”的简单算法，用10的开平方值来表示圆周率，即圆周率约为3.1623。数学史家钱宝琮则通过对《灵宪》中“悬象著明莫大乎日、月。其径当周天七百三十六分之一，地广二百四十二分之一”内容的推算后，认为“天周七百三十六分之一”之“六”字为衍文，“地广二百四十二分之一”之“四”字宜为“三”字，由此得出圆周率则约为3.1466，可见张衡对圆周率有过进一步的推算。

张衡一生创作了大量文学作品，其文学创作涉猎了了赋、诗、说、疏、策、讳、赞等许多领域，且在汉赋和诗歌领域里成就较大。

赋是中国古代的一种文体，介于诗和散文之间，类似于后世的散文诗。汉大赋则是汉赋的典型形式，用反复问答的问答体形式，以铺叙渲染帝王、贵族生活为手段，以微刺帝王、贵族淫奢为旨归，结构宏大，辞藻华丽。张衡继承前人大赋已有之成就，进一步发扬光大，其《二京赋》被奉为大赋之极轨。《二京赋》是《西京赋》和《东京赋》的合称，乃是张衡效仿班固《两都赋》，用以讽谏时政而作，其内容突出表现了汉大赋驰骋想象、体物抒情、铺张扬厉、极尽夸张之能事的特点。《思玄赋》是张衡所作之言志赋，所谓言志赋，在以赋体之铺陈描写，兼取骚辞之婉曲笔法，述心明理，体达人生哲学境界。该赋是张衡人生处于极为复杂而困惑时期的创作，故为其“宣寄情志”的代表性成果，也是汉代xxx的以大赋规模、骚辞情绪阐发“玄理”的文学作品，而所谓“思玄”就是思索宇宙人生吉凶祸福的深奥哲理。从《思玄赋》已知张衡在仕途中的失落与哀伤，此后他又创作了《归田赋》，这篇短小明畅的抒情小赋更加强烈地表达了作者归隐的思想。张衡在《归田赋》中一改汉大赋铺采缛[rù]文、繁重凝滞、虚夸堆砌的规矩，转为文句平淡清丽、结构短小灵活的风格。《归田赋》抒情浓郁，开中国文学史上抒情小赋之先声，对魏晋抒情赋的发展产生了重大影响。

在诗歌领域，张衡一生创作《同声歌》《怨篇》《四愁诗》《四声诗》《四时诗》等，“四言”“五言”“七言”体裁都有涉猎。四言诗如《怨篇》《思玄赋系歌》《东巡诰[gào]系诗》，皆取法《诗》之体势，用以发抒情感。而以《同声歌》为代表的五言诗和以《四愁诗》为代表的七言诗创作，对五、七言诗体的成熟与发展起了较大作用，具有重要的诗史地位。

张衡在史学上有一定造诣。东汉安帝刘祜初期，谒[yè]者仆射刘珍、校书郎刘騊駼等人，负责撰集《汉记》，他们向皇帝上疏，请求让张衡一起参与撰集工作。可见张衡在史学上的造诣能够获得专业人士的认同与肯定。此外，张衡曾对司马迁的《史记》和班固的《汉书》提出了十几条修改意见，例如建议王莽本传只应记载篡夺皇位之事，至于编年月，记灾祥，应作《元后本纪》，以及应该把更始年号置于光武之前等等。然而，张衡的这些意见向上反映多次，都没被采纳。

张衡在绘画上有所成就，是东汉六大名画家之一，唐朝画家张彦远在《历代名画记》里称赞张衡心思灵巧，善于绘画。但张衡没有绘画作品留存至今，只有张彦远在《历代名画记》称张衡曾作《地形图》，仍流行于隋唐时期。据推测，《地形图》不但标画出全国主要山川的地理位置，而且形象地展现了各地的地理风俗。因此，张衡借助绘画也表现出他在地理学上的成就。

浑天仪器的制造是与浑天说理论相伴生的。浑天仪器有“浑仪”与“浑象”两种，“浑仪”是观察天象与天体运行的测量仪器，“浑象”则是根据“浑仪”观测所得结果而制成的天球模型，即天球仪。根据张衡所制“浑天仪”的外观结构及工作原理上看，他所做的浑天仪的外部轮廓有球的形象，并采用水运浑天的方法，即我们现在所说的用水力带动球体转动的“水运浑象”，即是一种演示天球星象运动用的表演仪器。因此，张衡所制乃是“浑象”，也是世界上xxx台用水力推动的大型天文仪器。张衡所制浑天仪为铜铸的球体模型，代表天球。每弧度长为4分，圆周长为一丈4尺6寸1分，直径4尺6寸5分。浑天仪分内外几层，每层都可以转动。球体里面有个铁轴贯穿球心，轴的方向就是天球运转的方向，也是地球自转轴的方向。轴和球体的接触有两个交点，即天球上的北极和南极。球的表面上刻有 28宿和中外星官。球的外面有地平圈和子午圈，球的一半隐没在地平圈的下面，另一半显露在地平圈上面；天轴即支架在于午圈之上，和地平斜交成36度，就是说北极高出地平36度，这是洛阳地区的北极仰角，也是洛阳地区的地理纬度。另外还有黄道圈和赤道圈，互成24度的交角；在赤道和黄道上，各列有24个节气，并且从冬至点起，刻分成365.25度，每度又分4格，太阳每天在黄道上移一度。这架仪器的构造，几乎囊括了当时所有先进的天文学知识。

河南南阳张衡博物馆内浑天仪

东汉阳嘉元年（132年），张衡设计制造了世界上xxx架测定地震发生时间与方向的仪器，称为候风地动仪。张衡的地动仪由铜铸成，形如酒樽，体似卵形，顶上有突起的盖子，可以卸开。地动仪腰部按照东、南、西、北、东南、西南、西北、东北八个方位镶着八条龙，每条龙皆嘴含一颗铜球，八个龙嘴下方各自正对着一只蟾蜍，蟾蜍头向上昂起，嘴正好对着龙嘴。在地动仪内部中央，竖立着一根上粗下细的铜柱，称为“都柱”。“都柱”和八条龙嘴之间用八个“曲横杆”相联接。“都柱”的下面接触地面。由于它上粗下细，重心很高，稍有震动，“都柱”便向产生震动的方向倾斜过去，由此通过曲横杠掀动龙嘴，龙嘴张开，原来含着的铜球也就掉到它下面的蟾蜍嘴里了，进而判断出地震的方向。

地动仪结构

瑞轮荚是张衡创造的自动日历，它模仿神话中奇树蓂荚的特征，靠流水作用，从每月初一开始，一天出现一片叶子，到满月出齐15片，然后每天再收起一片，到月末为止，循环开合。这个神话曲折地反映了尧帝时天文历法的进步。张衡的机械装置就是在这个神话的启发下发明的。听谓“随月盈虚，依历开落”，其作用就相当于现今钟表中的日期显示。

张衡制造的指南车利用机械原理和齿轮的传动作用，由一辆双轮独辕车组成。车箱内用一种能自动离合的齿轮系统，车箱外壳上层置一木刻仙人，无论车子朝哪个方向转动，木人伸出的臂都指向南方。

张衡创造的计里鼓车是用以计算里程的机械。记里鼓车的基本原理和指南车相同，也是利用齿轮机的差动关系。

张衡制作独飞木雕，是模仿鸟类高空翱翔的滑翔翼型设计。张衡在其作品《应间》里写道：“三轮可使自转，木雕犹能独飞。”这是目前世界已知最早机械飞行器的创造与记录。

张衡的著作广泛，说、疏、策、讳、赞等许多领域均有涉猎。诗歌有《四愁诗》《同声歌》《歌》(残)、《怨篇》《残句》；汉赋有《温泉赋》《二京赋》《南都赋》《思玄赋》《归田赋》《髑髅赋》《冢赋》《舞赋》(残)《羽猎赋》(残)《定情赋》（残）。另外张衡还有《应间》《七辩》《绶笥铭》《东巡诰》《司徒吕公谏》《大司农鲍德诛》《上陈事疏》《论贡举疏》《请禁绝图谶疏》《阳嘉二年京师地震对策》等作品。

东汉书法家、文学家崔瑗在《河间相张平子碑》评价张衡天资聪慧，敏而好学。东汉末年名士祢衡在其作品《吊张衡文》中评价张衡才华横溢、德才兼备，并惋惜张衡怀才不遇。历史学家郭沫若认为张衡是一个全面发展的全才，古今中外亦所罕见。

1970年，联合国天文组织将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”。1977年，中国紫金山天文台报国际小行星中心批准，将该台于1964年10月9日发现的1802号小行星命名为“张衡星”。2003年，国际小行星中心为纪念张衡及其出生地河南南阳，将中国科学院国家天文台施密特小行星项目组所发现的9092号小行星命名为“南阳星”。

1986年，由上海造币厂制造的张衡纪念银币发行，面值为5元，成色为90，发行量为30000枚。纪念币正面为国徽，背面为张衡，规格为直径36毫米，重量为22克。

张衡银币

1955年8月25日，发行“中国古代科学家(xxx组)”纪念邮票，全套四枚，其一是张衡。

张衡纪念邮票

张衡博物馆位于南阳市北郊二十公里的石桥镇，成立于1984年12月，是在张衡墓园基础上，建立的一座集文献收集、科学研究、文物保护、宣传教育、观光旅游为一体的纪念性博物馆。

1983年上映电影《张衡》中，演员许还山饰演张衡。