张衡(78年—年),字平子,南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人,中国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家,在东汉历任郎中、太史令、侍中、河间相等职。晚年因病入朝任尚书,于永和四年(年)逝世,享年六十二岁。
张衡勤学钻研,博闻多才,他对研究机械、天文、历法、数学等自然科学最感兴趣。常常为了解决一个问题,制造一种仪器,废寝忘食不间断地工作,直至成功。为了做好太史令的工作,他制造一个浑象的仪器,作为观测星象、确定节气、了解天文现象的必备仪器,仪器制造起来非常困难。制好浑象后,还要连接在装有一组齿轮的机械上,机械再与报时的漏壶连接起来。漏壶里滴出来的水带动齿轮,齿轮再带动浑象旋转,就可以观测天文现象了。事实证明,张衡制造的浑象是比较准确的,这在当时是一件了不起的事情。
从永元八年(公元96年)到延光四年(公元年),东汉共发生过二十三次较大规模的地震。在公元年9月发生的一次地震中,死伤的人很多,大范围房屋倒塌,涉及到三十五个郡,有的地方大地裂缝。人们以为这是鬼神在显灵,十分害怕,民心不稳,社会动荡。
当时的科技水平,预报地震简直就是痴人说梦,就连尽快知道哪个方向发生了地震都做不到,一切只能听天由命。人在自然面前显得束手无策,或者寄希望于鬼神的力量,或者认为认为是鬼神的惩罚。张衡凭借自己的智慧,要发明一种仪器,以便尽快掌握地震的有关情况,进一步进一步解开地震之谜做准备。
张衡苦心孤诣、潜心研制,终于在汉顺帝阳嘉元年(公元年)发明了一架地动仪。地动仪用精铜铸成,很像一个大酒坛,顶上上突起的盖子可以打开。地动仪中心立着一根上粗下细的柱子。地动仪内四周有八道机关,与八道机关相连接的是趴在外面的八条龙,八条龙头分别对准八个方向。当某一方发生地震时,地动仪中心的柱子就向那一方的机关倒去,机关触发外面的龙,那一方的龙嘴就会张开,龙嘴里衔着的铜球就会掉下来,告诉人们那个方向发生了地震。
地动仪制造成功之后,放在京城一间观测地震的房子里。有一天,西北方的龙头突然张嘴吐出了铜球。当时负责监视地动仪的人十分惊奇,不知是仪器坏了,还是真正发生了地震,急忙报告张衡。张衡根据情况判断是西北发生了地震。由于这次地震比较轻微,住在洛阳的人并没有感觉到,以致有更多的人开始怀疑地动仪,都说张衡的发明靠不住。但是不久,陇西(今甘肃省定西市)派人到京城报告,说几天前他们那里发生了地震。一核对日期,正好是地动仪上的龙嘴吐出铜球的那一天。至此,人们才完全相信张衡的地动仪准确可靠。
张衡制成的地动仪是人类历史上的首创,是人类文明史上用科学方法认识地震的第一次勇敢尝试,它揭开了地震科学的新纪元。而欧洲出现类似的仪器比中国晚了一千七百四十八年。张衡除发明制造了地动仪外,还发明了世界上第一架自动的天文仪器——流水转动的浑天仪,发明了世界上第一架测验风向的仪器——候风仪。
张衡是我国东汉时期伟大的发明家,他留给我们的不仅是天文学、地震科学方面的仪器,还有他那种不求名利、勤奋研究、大胆创新的精神,他的精神、智慧与他的科学成就一样,都是留给人类的一笔宝贵的财富。由于他的贡献突出,联合国天文组织将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的号小行星命名为“张衡星”。