张衡简介资料(张衡之父)

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张衡是中国古代著名的科学家。张衡发明的地动仪早已失传，上世纪50年代试图复原的地动仪模型也未成功，因此近年来受到一些人的质疑甚至否定。受此影响，中学历史教科书的正文中不再提及张衡。我们应该如何看待张衡及其科学贡献？在现在的历史教科书中忽略他合适吗？

在世界科学史上的巨星中，东汉的张衡(字，公元78-139年)是极其耀眼的一位。与古希腊的托勒密和阿基米德相比，他在科学上的地位一点也不逊色。他的好友崔元评价他“德满，文章飘于云端，数穷技穷，善作事，技妙技大，光明磊落，才华横溢。”现代人郭沫若称赞他是“如此发达的人物，在世界历史上是少有的。”张衡对科学的贡献，在他那个时代取得的，也超越了他那个时代。

1.张衡(78-139)，字，南阳人(来源:著名画家蒋)

关于地震仪的争论

说到张衡，最受关注、引发争议最多的是他创造的“候风地动仪”。近年来，对张衡地动仪的无端怀疑，加上网络媒体对地动仪复原的各种不正确报道，导致张衡的名字从中学课本的文字中被删除。这是对张衡乃至中国古代科学的重大误读。

张衡的地动仪在《后汉书》中有明确记载。总有一些“古怀疑论者”认为史书记载不可靠，甚至是假的。他们认为张衡没有制造地动仪是因为他们找不到了。这要么是极端的“现代科学主义”自负，要么是对“历史虚无主义”的无知。

张衡地动仪的关键部件——独柱，是一根简单的柱子。人们往往认为，这么敏感的柱子根本就立不住，立起来就会因为各种轻微的干扰而倒下，而且是“随机倒下”，于是得出张衡的地动仪不可能观测到地震的结论。这似乎符合常识，所以让人轻信。但常识还是常识，不是科学。地动仪立柱上的科学实验不仅证明了立柱能站起来，而且不会倒，所以“立柱验证”是完全可行的。

中国科学院南京天文仪器研究中心原天文仪器研究员、著名天文仪器专家胡宁生先生，以88岁高龄，自费制作模型，自己实验，分析力学细节，证明张衡的“柱模型”科学可靠，还原了张衡地动仪的科学原理。这样的研究成果，在“疑古”的今天，得不到应有的重视。幸运的是，他的研究成果已于2020年正式发表在《中国科技史杂志》上。胡宁生先生以他多年从事天文仪器研究的机械力学经验和认真科学的态度，证明了张衡的地动仪不是“神话”，而是历史的科学真理。

2.张衡地动仪复原示意图(图片来源:胡宁生)

张衡的地动仪不仅仅局限于一项技术发明，它的背后是科学的思考、细致的观察和务实的科学应用。

首先，张衡认为地震是由地下殷琦引起的，而“气的运动”就是“风”的意思，这也是张衡称其地动仪为“侯丰”的原因。

其次，张衡地动仪使用的动物形象是象征性的，即龙象征风，蟾蜍象征地下的殷琦，但同时也要以对地震现象的观察为基础。我们知道，地震前，蟾蜍等地下动物往往会警觉，行为异常。张衡一定观察到了这些现象，这也是地动仪用蟾蜍服铜丸的原因。今天的人评价张衡，有时会受后见之明的影响，认为张衡对“天气”和“风角”的研究是迷信的，却不知道这是张衡那个时代科学思维的逻辑。张衡在研究《凤娇》时，明确反对“占卜”等迷信。可见，在张衡的思想中，理性探索和非理性迷信的界限是明确的。

最后，地震在古代被视为重大灾害。在汉代董仲舒构建的“天人合一”理论中，类似地震这样的灾害自然应该受到重视，因为这是国家治理的一部分。根据后汉的记载，公元96年至125年的30年间，发生了23次大地震。张衡地动仪的发明正好满足了当时的社会政治需求，从中可以看出张衡这样的科学家的社会责任感。

张衡的科学成就

秦汉时期是中国古代科学模式的形成时期。在此之前的具体科学经验，通过以阴阳五行学说为基础的宇宙观的融合，摆脱了神话和巫术的束缚，成为理论与观察相结合的理性探索。张衡在天文学上的成就是汉代天文学发展的写照。

汉代天文学的历史可谓源远流长，但直到汉武帝时期，古代天文学才有了“早期改历”的“范式”，使天文历法成为数字宇宙模型，不仅包括太阳、月亮、五星的运动计算，还包括对人类社会历史变迁的研究。用司马迁的话来说，“研究天人之际，可以改变过去和现在”，这是一个大学问。从农历正月改历过程中的天文观测、宇宙论争议和理论建构，是张衡在天文学上创新发明的背景。

关于星星，司马迁说“唐都分为天空的不同部分”。他在《史记》中总结了汉代的星宿空，将星宿空描述为“天人相应”的体系，与古希腊的星座体系形成鲜明对比。

东汉的张衡无疑继承了这一传统。他在《精神宪法》中写道:“星辰亦生于地，炼于天，而在错处，各归其属。野生的大象，宫廷的大象，人群中的大象，所以做好准备。”天上的星星是地球上事物的宣传，天地在本质上是对应的。张衡的星官制度是天官之书之外的。天官之书描述了80多颗恒星，800多颗恒星。而《灵宪》说:“中外官二十四，常亮，能名者三百二十，即二千五百星，而无海人。”所谓“被海人占领”，大概就是指中原看不见，南海看得见的南星。

3.汉代星图(来源:西汉交大汉墓)

关于行星运动，太初历(三历)根据对行星周期运动的观察，建立了行星运动的计算模型。金星和水星在三个历法中已经与火星、火星和土星区分开来，并采用了不同的数字模型。张衡在《灵宪法》中对这两种行星做了进一步区分，认为前者“附月”，后者“附日”，相当于现代天文学中对内陆行星和外来行星的区分。张衡进一步认识到，行星的运移速度与其在天空中的高度(即与地球的距离)有关，即所谓“近天时迟，远天时快”，这也是符合行星运动实际情况的科学结论。

张衡还提出了陵县月食成因的理论。他的月蚀理论打破了以往“月亮照遍天下，吃癞蛤蟆”的神话，采用了自然主义的阴阳学说来解释，提出了“黑暗空虚”说:“月光生于太阳，其灵生于太阳的阴影，所以那一天会饱，那一天会竭。星星在发光，因为水变成了光。一天的奔波，光线往往不一致，满地都是。叫做暗虚。在星星里，你会在月亮后吃东西。”即月食是由于地球遮挡太阳光造成的“暗亏”。这是对日食原因的科学解释。

在天文宇宙论方面，张衡是当时先进的“浑天说”的代表。关于宇宙论的“浑辩”始于西汉。西汉思想家杨雄经历了从支持遮天论到支持浑天论的思想转变，写出了著名的《遮天八事》。他从天文观测和哲学思辨的角度，指出了遮天论的不可置信和浑天论的优越性。至于昏天，他说:“还是问昏天吧。哎，倒不如入营，耿寿昌如是。”这说明当初改历法的时候，从民间招募的天文学家就已经使用浑天仪这种基于浑天说的天文仪器进行天文测量了。张衡对浑天理论作了高度概括。他在《浑天仪注》中说“浑天如鸡，地黄如鸡”，形象地描述了浑天论的模型，相当于现代天文学中的天球。

神话和巫术也是古人认识世界的方式，也有一些类似于科学幻想的成分。秦汉时期，古代思维可以说经历了从神话到自然主义科学的转变。传说尧帝种了一种叫“豆科”的植物，第一天长出一片叶子，第二天长出一片叶子，一直到第15天，然后每天掉一片叶子，一直到第30天。

4.神话中的“摘荚”(来源:汉代画像石)

正是从这个神话中，张衡获得了灵感，创造了一种“自动日历”，他称之为“瑞轮冰荚”。按照同样的思路，他还创作了水运浑仪像，开创了中国古代水运自动化天文像制作的传统。这一传统在唐宋时期得到进一步发展，直到北宋的苏颂制作了集天文观测、演示、报时系统于一体的自动天文台，达到顶峰。李约瑟称之为“世界上最早的天文钟”。张衡把神话般的想象变成了科学现实。

5.张衡的水运画像及其从历上的复原(来源:中国历史博物馆)

张衡在科学方面有很多成就，比如研究数学中的圆周率和一个球的体积，限于篇幅，此处不再赘述。最后，张衡不仅是一位伟大的科学家，也是一位伟大的文学家和思想家。他的“四言诗”开创了中国古代“七言诗”的新潮流。他的《二井赋》和《杜南赋》描写了山川河流、物产矿产、手工农业、民俗风情等。具有一种帝王之乡的气度，具有强烈的文化感染力；他的《傅玄之思》是一部关于星星的幻想空，它将天空中星星的秩序与人类社会的秩序融为一体。没有博大的人文情怀，张衡不可能写出这样的诗和赋。他的人文主义思想是其科学思想的基础。“德溢，文浮”是对张衡博大人文精神的恰如其分的评价。

张衡是中国古代科学的坐标。只有全面了解张衡，世界才能全面了解中国古代科学，才能从中获得科学原创的灵感。人在搞科研的时候，要以张衡为榜样。

参考

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作者简介:孙，中国科学院人文学院教授。

编辑:赵

资料来源:Guangming.com