张衡：领先世界的科学全才，造地动仪测地震浑天仪观天象

在距今近两千年的东汉时期，华夏大地上涌现出一位传奇人物。他上知天文、下晓地理，既能摆弄精巧仪器探索宇宙奥秘，又能挥毫泼墨写下传世佳作，堪称全能型“大佬”，他就是张衡。张衡出生于公元78年，去世于139年，字平子，老家在南阳西鄂（也就是现在河南省南阳市石桥镇夏村），是东汉时期响当当的科学家、文学家和发明家。

东汉那会儿，虽说国家相对稳定，但在学术领域，大家对宇宙的模样充满好奇，关于宇宙结构的理论，主要冒出来三个学派，分别是盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说觉得天像个大锅盖，地是方方正正的棋盘；宣夜说更玄乎，认为天就是无边无际的气体，星星月亮在里头飘着；而张衡坚定地站在浑天说这一派，他想象着天如同鸡蛋壳，地恰似鸡蛋黄，天地都靠气托着，还浮在水上。这套理论虽说现在看来属于“地心体系”，但在当时绝对算得上是脑洞大开的前沿思想。

张衡打小就不是个“安分”的孩子。17岁那年，他背起行囊离开家乡，跑到西汉故都长安，大街小巷地转悠，看古迹、聊民俗、摸经济，把长安城的里里外外研究了个透。后来又跑到首都洛阳，在太学里求师访友，和各路学者探讨学问。汉和帝永元十二年（100），张衡回到南阳，给南阳太守鲍德当主簿。这份工作没困住他的才华，工作之余，他挥笔写下《东京赋》和《西京赋》，把洛阳和长安的繁华、历史、风土人情全揉进文字里，这两篇赋直到现在还被大家传颂。

安帝永初二年（108），鲍德调走后，张衡干脆辞职回家，一头扎进哲学、数学、天文的书堆里，这一钻就是三年。三年里，他白天翻书演算，晚上观星记录，名气越来越大。永初五年（111），他又回到京城，先后担任郎中与尚书侍郎。元初二年（115）起，张衡两度出任太史令，这太史令的工作，简直像是专门为他量身定制，一干就是14年，也正是在这期间，他在天文学上干出了一番大事业。

张衡可不是只在书斋里搞研究的“书呆子”，他特别注重把想法变成实物。当时浑天仪已经有了，是西汉的耿寿昌发明的，但张衡觉得不够完美。他动手改造，用齿轮把浑象和计时漏壶连在一起，随着漏壶里的水滴滴答答往下流，浑象就慢悠悠地转起来，刚好一天转一圈。这样一来，哪怕不出门，坐在屋子里盯着浑象，就能知道星星们在天上啥位置，就像现在咱们看天球仪一样方便。

除了捣鼓仪器，张衡还天天仰头观星。他一颗一颗数，最后算出中原地区能看到大约2500颗星星。那会儿大家对月食一知半解，张衡愣是琢磨出了其中的原理。他还测量太阳和月亮的角直径，算出来是天周的1/736，也就是29'24''，和现代测量的太阳平均角直径31'59''.26、月亮平均角直径31'5''.2相比，误差小得惊人，在当时的技术条件下，这测量水平绝了！

关于太阳早晚大、中午小的现象，张衡也有自己的见解。他认为这是光学作用导致的，早晚周围环境暗，太阳就显得大；中午天地明亮，太阳看着就小，就像一团火，夜里看亮堂堂一大团，白天看就没那么显眼。虽说这个解释还不够全面，但在当时已经相当了不起，直到晋代才有更完善的说法。

要说张衡最出圈的发明，还得是候风地动仪。阳嘉元年（132），这个“神器”诞生了。它用铜铸成，模样像个大酒樽。里面竖着一根大柱子，周围8根横杆连着外面。外头8条龙按八个方向排开，龙嘴里含着小铜球，下面蹲着8只张嘴的蟾蜍。一旦哪个方向发生地震，柱子就会倒向对应方向的横杆，那条龙嘴就会张开，铜球“当啷”掉进蟾蜍嘴里，人们立马就能知道地震方位。永和三年（138），地动仪精准测到了陇西的地震，要知道，这可比欧洲出现的地震仪早了1700多年！除了地动仪，他还造了测定方向的候风仪，做出了传说中的指南车。

在数学上，张衡算出圆周率比10的平方根3.16略大；在地理学领域，他绘制出地形图；在文学艺术方面，他是东汉文坛的佼佼者，还被列为当时的六大名画家之一。1956年，郭沫若给他题碑文：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。万祀千龄，令人景仰。”这话一点不假，张衡用他的智慧和双手，在历史长河里留下了璀璨的光芒，直到今天，还让我们打心底里佩服。