天文學家張衡的故事

天文學家張衡的故事

東漢時期的張衡不僅是古代爲數不多的數學家，還是一位偉大的天文學家。

張衡出生在位於中國中原地區的河南省南陽縣. 他年少時好學, 善於寫作在十七歲的時候, 他離開家鄉, 來到長安, 也就是後來成爲中國歷史上許多朝代首都的西安. 張衡在這裏考察歷史古蹟, 調查民情風俗和社會經濟情況. 後來年輕有爲的張衡被當時的朝廷選中, 幾次請他做官, 張衡在當時的首都洛陽, 擔任太史令, 後又做過侍中、河間相等官。

張衡年輕的時候就對自然科學, 尤其是天文學感興趣. 他淡薄名利, 曾經兩次辭去官職, 用三年的時間研究哲學、數學、天文, 積累了大量的知識, 並開始著書立說。

在距今兩千多年的漢代, 中國關於宇宙結構的理論就非常豐富, 當時主要有三個學派, 即蓋天說, 渾天論和宣夜說, 張衡就是渾天說的代表人物. 他認爲天就象一個雞蛋, 地好比雞蛋黃, 天大地小, 天地各乘氣而立, 載水而浮. 這個理論在當時是很進步的. 另外, 張衡關於天、地起源和演化的回答也是具有辯證思想的, 他認爲, 天地沒有分開之前, 混混沌沌, 分開以後, 輕者上升爲天, 重者凝結爲地. 天爲陽氣, 地爲陰氣, 二氣互相作用, 創造萬物. 張衡還用距離的變化來解釋行星運行的快慢. 近代科學證明, 行星運動的快慢是和它同太陽距離的近遠相關的. 可見張衡的解釋有合理的因素.。

張衡不但注重理論研究, 而且注重實踐, 他曾親自設計了漏水轉渾天儀、候風地動儀. 候風地動儀是世界上第一架測驗地震的儀器, 公元138 年, 張衡用它成功地記錄了在陝西發生的一次地震. 渾天儀相當於現在的地球儀, 它原是另外的一位科學家發明的, 張衡作了一些改進, 他用齒輪系統把渾象----類似現在天球儀和計時漏壺聯繫起來, 漏壺滴水推動渾象均勻地旋轉, 一天剛轉好一週, 這樣, 人在屋子裏看渾象, 就可以知道什麼時間哪顆星在什麼位置上。

張衡還對許多具體的天象做了觀察和分析. 他統計出中國中原地區能看到的星數大約有2,500 顆, 他基本上掌握了月食的原理. 張衡測出太陽和月亮的角直徑也是相當準確的. 張衡認爲, 早晚和中午的太陽, 其大小是一樣的, 看起來早晚大, 中午小, 只是一種光學作用. 早晚觀測者所處的環境比較暗, 從暗處看明處就顯得大, 中午時天地同明, 看天上的太陽就顯得小. 好比一團火, 夜裏看就大, 白天看就小. 張衡的這種解釋, 儘管不很全面, 但是有一定的道理。

張衡不僅是天文學家, 他還是東漢時期有名的文學家, 他的繪畫也相當出色,被列爲當時的六大名畫家之一. 據中國的史書記載, 張衡一生共留下科學、哲學、文學方面的著作三十二篇, 其中表明瞭張衡的爲人和治學態度, 而則是人類到星際旅行的暢想曲, 是中國早期的科學幻想文章. 另外，、被稱爲張衡的代表作, 一直流傳至今. 在這兩篇作品中,張衡細緻地描寫了東京、西京的景緻( 東京, 指現在陝西省的西安; 西京指現在河南省的洛陽), 娓娓地敘述了這裏的風俗民情, 手法浪漫誇張, 其中敘述各種民間技藝的表演, 是極其珍貴的中國古代雜技藝術史料