张衡是我国汉代著名的文学家、科学家,也是世界著名科学家。他的名字已经和他的浑天仪、地动仪一起载入了世界科技史册。
78年,张衡出生在南阳郡西部邻县的一个小村庄里。他家祖祖辈辈都是农民,日子还算过得去。
张衡从小就喜欢向大人提出各种各样的问题,刚懂事起,就喜欢数天上的星星。每到晚上,他都要牵着祖母的手,到院子里数星星。他用手指着天上一闪一闪的星星大声数着:
“一、二、三、四、五……今天的星星咋比昨天多呀?”
祖母说:“傻孩子,星星能数得清楚吗?”
他立即回答:“我能数清天上的星星。”
数星星都成了张衡每天必做的功课了。因此,每当吃完晚饭,祖母就会牵着小张衡到院子里去数星星、看月亮。有一天,小张衡问:
“奶奶,你说,前几天月亮还像梳子呢,今天怎么就又像钩子了呢?”
祖母说:“月亮像你一样,吃多了就胖了,脸就圆了;少吃了就变瘦了呗!”
小张衡听了奶奶的话禁不住哈哈大笑起来。
有一次,父亲对小张衡说:
“孩子,星星要一群一群地数,不仅要数,还要叫出它们的名字来。每一群有几颗星星都要记住,那才不白数啊,而且那样数星星就容易得多了。”
小张衡听父亲这样一说,就缠着父亲,说:“爸爸,那你就教教我吧!”
父亲指着天上的星星说:“那七颗排列得像小勺子一样的星星叫北斗七星。季节不同,北斗星会发生不一样的变化,它会翻筋斗!不信,你现在记住它的样子,等天冷了,你再来看,它准和现在不一样啦!”
就这样,今天让父亲给他讲一群星;明天又让祖父给他讲一群星;后天再请母亲给他讲一群星。天长日久,小张衡已经能辨认很多星星了。
有一天,小张衡在山里迷了路。他没有着急,而是顺着北斗星指引的方向,找到了家。
在他10岁那年,祖母和父亲相继去世了。舅舅送张衡到书馆里去读书。他深知读书对他来说是多么的不容易,因此非常刻苦。不久,小张衡开始作诗了。他作的诗常常受到老师的夸奖呢。
为增长知识,小张衡博览群书。一天,他看到一本叫《鹗冠子》的书,被书中按北斗星定季节的四句话深深吸引住了。从此,他常常仰望着星空,观察北斗星的变化,日积月累,发现北斗星在围绕着一个中心转,一年转一圈。他自言自语地说:
“啊,我终于明白‘北斗星移’,是怎么一回事啦!”
由于勤学好问,随着他一天天地长大,张衡的天文知识也越来越丰富了。17岁那年,为了增长自己的学识,他对母亲说:
“人说见多才能识广,多走一些地方,才能多看一些东西,以增加知识。我决定离家远游。”
经母亲同意,他卖掉了一部分房产,凑齐路费,上路了。
一路上,他寻访古迹,调查各地风土人情、物产、人民生活状况,把亲眼所见和亲耳所闻与书本上的知识加以对照,提高了自己的认识和理解能力。
到了洛阳,他结识了很多的朋友,他们在一起研究数学、天文学、历法等。而后,他又借阅了一些书籍,学识大增。
有志者,事竟成。115年,张衡当上了太史令,主管天文历法。从此,他更有机会和时间研究星象了。
为了让人们更直观地了解天象,经过研读大量材料、反复进行科学试验,花费了很长的时间,张衡终于试制出世界上第一台观测天文的仪器——浑天仪。
浑天仪是一个空心的铜制圆球,表面上刻满了星星,这些星星有的亮、有的暗,方向和位置都和天上的一模一样。经过一段时间的试用,他觉得通过浑天仪虽然能直观地了解星象的情况,但是它不能转动。于是他以水力鼓风的原理、用漏水做动力,设计了新的装置,可以使浑天仪运转。它的转动速度和地球相等,一天一夜正好转动一圈。这样一来,天地、日月、星星都看得更加清楚、逼真,彻底打破了封建迷信中有关什么天神、雷公等传说。
有了观察天体的仪器,通过进一步的研究,张衡得出了这样一个理论:月亮本身并不能发光,它的光是对太阳光的反射;月亮的圆和缺,是月亮和太阳位置的变化引起的。
经过反复的试验,他进一步验证了这一看法的正确性,于是,便把这些结论写进《灵宪》这部书里。张衡的这一发现是非常重要的,它成为后来人们研究天体的敲门砖,打开研究星象体系大门的金钥匙。
从此,张衡在天文学和星象体系方面的聪明才智,有如喷发的火山,一发不可收拾:候风仪、指南针、记里程鼓车、会飞的木雕等等,一个接着一个的发明,有如泉涌,他并于132年,研制成了地动仪。
地动仪用青铜制成,在它的上面铸有8条龙,每条龙的嘴里都有一个铜球,名为铜珠,哪一条龙嘴里的铜珠吐出来,就预示着哪个方向有地震。地动仪研制成以后,接连几次准确地预测了一些信息。就是相距一千多里以外的陕西发生地震,都没有能逃脱地动仪的监测。地动仪是世界上最早的观测地震的仪器。
张衡的一生,把全部精力都投入到科学研究上,为天文学、星象学作出了卓越的贡献。139年,这颗历史上罕见的人类智慧之星,陨落了。他过早地、永远地离开了他所热爱的事业,享年62岁。