需要了解一些张衡的发明及他的事迹.

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张衡(公元78—139年),字平子,南阳西鄂人(今河南省南阳市石桥镇夏村),曾任尚书和河间相等职.他“天资氵睿哲,敏而好学,如川之逝,不舍昼夜.道德漫流,文章云浮,数术穷天地,制作侔造化,奇技伟艺,磊落焕炳.”他“不患位之不尊,而患德之不崇；不耻禄之不伙,而耻智之不博.”是我国东汉时期伟大的科学家、文学家、发明家和政治家,在世界科学文化史上树起了一座巍巍丰碑.在地震学方面,他发明创造了“地动仪”(公元132年),是世界上第一架测定地震及方位的仪器,比欧洲早1700多年.在天文学方面,他发明创造了“浑天仪”(公元117年),是世界上第一台用水力推动的大型观察星象的天文仪器,著有《浑天仪图注》和《灵宪》等书,画出了完备的星象图,提出了“月光生于日之所照”的科学论断.在文学方面,他是我国文学史上一颗光辉灿烂的明星.名著《东京赋》和《西京赋》,合称《二京赋》,描写了东汉时期长安和洛阳的繁华景象,讽刺了官僚贵族荒淫无耻的寄生生活.《南都赋》生动地描绘了当时南阳郡的社会面貌、人民生活和民间风俗.此外还著有《定情赋》、《同声歌》、《思玄赋》、《归田赋》、《四愁诗》等30余篇.在地理学方面,他绘制有完备的地形图,并研制出了“记里鼓车”、“指南针”等.在数学方面,他著有《算罔论》,并计算出圆周率的值在3.1466和3.1622之间.这和今天大家知道的圆周率虽稍有误差,但在1800多年前就能有这样精确的计算,不能不使人们感到惊叹.他的这一成果比欧洲早1300多年；在气象学方面,他制造出了“候风仪”,是一种预测风力、风向的仪器,比西方的风信鸡早1000多年；在机械学方面,他制造的“独飞木雕”是世界上最早的飞行器,还制造有土圭(日影器)、活动日历等；在艺术方面,他居东汉时期著名的六大画家之首.张衡在科学技术、文学艺术等方面所做出的杰出贡献,不仅是中华民族的光荣和骄傲,也是留给整个人类历史的宝贵财富.张衡真的不愧是世界上公认的光彩夺目的科学家之一和文学的双子星!
刻苦求学无坚不钻
科圣张衡62年的人生历程中,在南阳度过了34个年头.他从小就好学深思,聪明谦虚,勤于钻研.据史书记载,他在青少年时代就达到了“通五经,贯六艺”的境地.为了求索更渊博的知识,他不仅读前人写成的书,还读一些“活书”,以开阔自己的眼界.因此,在公元94年,当他16岁的时候,前往西汉时的都城长安三辅地区游学.张衡踏平原,登高山,涉渭水；访民情,问物产,寻古迹.饱览了名山大川、辉煌建筑和市井民情.不仅加深了对前人书本知识的体会,而且积累了大量的文学素材,为他以后的创作奠定了坚实的基础.接着他又前往东汉的都城洛阳——全国的学术中心,拜师访友,虚心求教,结识了许多学问大家和志同道合的朋友,视野大开,求知欲更浓.当时,张衡的家境并不富裕,但无论是在北风呼啸、滴水成冰的冬季,还是在蚊虫叮咬、汗流浃背的夏天,他都“如川之逝,不舍昼夜”地沉浸在书山学海之中,度过了一个个春夏秋冬.由于张衡勤奋好学,品德优秀,才华出众,官府竞相召他做官.但张衡思想开阔,不受传统观念的束缚,举“孝廉”不就,官府召不行,他说：“君子不患位之不尊,而患德之不崇；不耻禄之不夥,而耻智之不博.”
学业有成报效家乡
张衡通过在外六年的艰苦求学,已成了一位名副其实的青年学者.当他学业有成之时,产生了想回家乡干点事业、报效家乡养育之恩的愿望.当时的南阳郡太守鲍德,是一个勤政为民、德高望重的官员.他非常仰慕张衡的才华,诚恳地邀请张衡出任南阳郡主簿,帮助自己办理郡政.公元100年,张衡接受了鲍德的邀请,出任南阳郡主簿.在任的九年间,他辅佐鲍德治理南阳,推广铁制农具,兴修水利,兴学办教,扩大教育,提高科技水平等,为南阳当时经济的繁荣和科教事业的发展作出了突出的贡献.张衡担任南阳郡主簿期间,在帮助鲍德处理好郡政的同时,还利用工闲时间,写出了许多优秀的文学作品,其中最有名的是《二京赋》和《南都赋》.《南都赋》以饱满的激情歌颂了南阳秀美的山川、清澈的淯水、便利的交通、肥沃的土地、丰富的物产、珍贵的矿藏、华丽的宫殿、壮观的楼阁、名人的轶事、经济的繁荣和历史的渊源等,抒发了一个家乡赤子热爱南阳的拳拳之心.
鲍德在张衡的辅佐下功绩卓著,于公元108年被调入京城任大司农.张衡便辞去南阳郡主簿职务,回到西鄂家中,专心钻研学问,由对文学的爱好,开始转向天文、历法、数学等学科的研究,为他以后的诸多发明创造打下了雄厚的基础.
天文科学贡献卓著
公元111年,张衡应召入京,先拜郎中,后曾两度担任掌管天文工作的太史令,前后计14年.在此期间和以后的仕宦生涯中,他的科研成果达到了一生的巅峰.
在古今中外的一切学科中,天文学是最为奥秘的一个门类.自从进入文明社会以来,人类的智者就一直不断地对它进行探索,力求了解并掌握它的规律.张衡通过艰苦的科学实验和理论研究,建立了当时不仅在中国,而且在世界范围内具有先进意义的最系统、最完备的浑天学说理论体系.他在浑天学说的形成、发展和宣传等方面,作出了突出的贡献.
公元117年,张衡根据浑天学说理论和对天象的实际观察,创造出了利用漏壶滴水推动的大型“漏水转浑天仪”.这是世界上第一台自动演示恒星和太阳周日运行的仪器,为铜质空心球体,轴贯球心,轴和球体相接的两点为北极和南极.球外套有地平圈和子午圈,立有黄道圈和赤道圈,二者成24度夹角,分列有24节气等.仪器全靠漏壶流出水的力量推动齿轮,齿轮带动浑象,一昼夜转动一周.仪器上星宿出没与天象完全吻合,形象而生动地揭示了日、月、星、辰的周日运行.浑天仪制造的成功和精确演示,轰动了整个京城,观看者络绎不绝,无不惊奇.张衡的这一发明创造既总结了古代天文学的成果和经验,又刻意创新,成功地运用了科学仪器,对以后天文学的研究产生了极大的启发和借鉴作用.浑天仪上的每一颗星斗,都是张衡辛勤汗水的结晶,永远放射出灿烂的光芒.张衡不仅发明创造出了世界上第一台浑天仪,而且还写出了世界史中不朽的天文学名著《灵宪》和《浑天仪图注》.书中全面阐述了天地的生成和结构,科学地解释了日、月、星、辰的本质和运动等.这两部书充分反映出张衡的天体演化认识、无限宇宙思想、浑天学说理论、行星运行规律、月食成因解释、恒星观测成果等.这两部探索自然奥秘的巨著,像两颗璀璨的明星,闪烁在我国古代天文科学的历史长河中.
地震研究发明惊人
东汉时期,中国是发生地震次数较多的国家.为了测定地震方位,减轻人民的痛苦和损失,公元126年,张衡在第二次担任太史令之后,就注意收集掌握地震情报和记录,经过多年的潜心研究,终于在公元132年了明了界上第一台测定地震方位的科学仪器——地动仪.据《后汉书·张衡传》记载：“阳嘉元年,复造候风地动仪,以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,形似酒樽,饰以篆文山龟鸟兽之形.中有都柱,傍行八道,施关发机.外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之.其牙机巧制,皆隐在樽中,覆盖周密无际.如有地动,樽则振龙机发吐丸,而蟾蜍衔之.振声激扬,伺者因此觉知.虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在.验之以事,合契若神.自书典所记,未之有也.”公元138年,张衡的地动仪向西北方向的龙吐出了铜球,测出西北方向发生了地震,当时京城的人们无有丝毫震感,一些官僚、学者议论纷纷,责怪仪器不灵.过了几天,陇西果然来报,那里发生了地震,时间正与龙吐铜球相应,于是众人同赞地动仪之神妙.张衡发明的地动仪是人类历史上的首创,开创了地震科学的新纪元,他是世界人类从事地震科学研究的先驱和世界公认的地震学的鼻祖.他的这一发明创造,比欧洲早1700多年.张衡以发明震惊世界的地动仪,又一次登上了科学的顶峰.
机械制造硕果累累
张衡无论在何时何地,都能以他非凡的创造,向人们展示他的丰姿异彩.他以杰出的机械制造,再次显露出盖世奇才.
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.张衡关于齿轮系统的应用和相对运动的原理,被西方学者赞为“是一切控制论机械的祖先”.
张衡创造的“计里鼓车”,是用以计算里程的机械.据《古今注》记载：“记里车,车为二层,皆有木人,行一里下层击鼓,行十里上层击镯”.“记里鼓车”和“指南车”的制造方法相同,所利用的差速齿轮原理,早于西方1800多年.
张衡制造的“瑞轮荚”(即活动日历),内装机关,在一个立轴上装15个拨板,依次分别作用于15个荚,按着应有的时刻升落,利用水力运动,从每月初一起,每天转出一片木叶,15日后每天再转入一片,到月落为止,循环旋转开合,使人们从而获得类似活动日历的效用.这是世界上最早的计时器.
张衡创造的“独飞木雕”是机械飞行器.它是模仿鸟类高空翱翔的又宽又长的滑翔翼型设计,靠腹内施机,加以控制,能飞数里.这一发明制造,比国外的机械飞行器早1500多年.
张衡制造的“候风仪”(即候风铜鸟),是气象学中预测风力风向的仪器.它与西方的候风鸡类似.但西方的候风鸡到12世纪才始见于记载,要比张衡的候风铜鸟晚1000多年.
张衡在机械制造方面成果累累,贡献卓著,在世界科学发展史上又写下了辉煌的一页.
德才崇高令人景仰
“盖闻前哲首务,务于下学上达,佐国理民”
“今公子苟好剿民以娱乐,忘民怨之为仇也；好殚物以穷宠,忽下叛而生忧也.”
“夫水所以载舟,亦所以覆舟,坚冰作于履霜,寻木起于蘖栽.”
“捷径邪至,我不忍以投步；干进苟容,我不忍以歙肩.”
——张衡
张衡不仅在天文、地震、机械制造方面作出了杰出的贡献,而且在数学方面也卓有成就.他著有《算罔论》,并计算出圆周率的值为3.1466.这一成果比欧洲早1300多年.在地理学方面他绘制有地形图,并标画出全国主要山川的位置和各地风俗,具有较高的价值.他在历史学方面也多有研究,对司马迁的《史记》和班固的《汉书》提出了十几条修改意见.在艺术方面他被称为东汉六大名画家之首.
张衡还是一位伟大的文学家.他善写诗、赋、文、铭、赞、诰、书、疏等各种文体,留传下来的佳作30余篇.其作品不仅有很高的文学价值,且充分反映了他忧国忧民的政治思想.辞藻瑰丽、气势夺人的名著《二京赋》是他有感于“天下承平日久,自王侯以下莫不逾侈”而作,通过长篇的铺陈、讽谏之后,提出了“水所以载舟,亦所以覆舟”的警句.张衡的政治思想还可以从他的《应间》、《思玄赋》、《四愁诗》等文学作品中充分表现出来.甚得后世评论家注目的《归田赋》则是他从政日久,不满朝政,寻求退隐心情的抒发.全文流畅明练,文辞清丽委婉,一洗传统大赋的华丽铺张,开辟了抒情小赋的先河.
他的作品具有深厚的人民性和鲜明的爱国主义精神.作品中精炼而富有文采的语言、美妙动人的想象和浓郁的浪漫主义色彩,在思想性、政治性和艺术性上都达到很高的水平.他的文学成就可与他的科学成就相媲美.
张衡并非一味沉浸在科学和文学的天地里.他在实际政治活动中表现出具有远见卓识的政治家风度.他对宦官的争权夺利、竞相奢华、贪污贿赂等丑恶现象深恶痛绝.他提倡科学,反对迷信,冒着生命危险上书皇帝《请禁绝图谶疏》.由于张衡不畏权贵,嫉恶如仇,德才崇高,受到宦官排挤.顺帝听信谗言,于公元136年调张衡出任河间相.他上任后,深入民间,调查豪强奸徒,擒拿惩办,清理冤狱,使“郡内大治,称为政理”,受到百姓的称颂.由于当时政治日趋黑暗,一方之治,如杯水车薪.张衡忧国忧民的思想越加沉重,愁而生厌,厌而思归.于是61岁的张衡上书顺帝辞官回乡,但未获批准.公元138年又被调入京城任职尚书,张衡终因忧劳成疾,于公元139年与世长辞,终年62年.按照他生前的愿望,他被安葬于家乡南阳.
张衡发奋进取,自强不息的高贵品质和他“约己博艺,无坚不钻”的科研精神,同他的各种发明创造一样,是人类历史上的宝贵财富.张衡受到世界人民的景仰.联合国将月球上的环形山命名为“张衡山”；将太阳系的1802行星命名为“张衡星”.这是当今文明世界对建造世界文明的科学巨匠表达出的一种最崇高的敬意.