天文学与地震学的重要成就

张衡一生处于逆境之中，但他抱定为科学献身的远大志向。持之以恒，致使他才思超群，成绩卓著，给后人留下了丰硕成果。在天文学上研究颇深，他创制了“浑天仪”，撰写了《浑天仪图注》和著名的天文理论著作《灵宪》等。

《浑天仪》是张衡任太史令期间，认真研究前人留下来的天文学知识，经长期观察、记录，反复推算制作出来的，是科学的结晶。《浑天仪》就是水运浑象，恰似现代的天球仪。主体是球体模型，代表天体。球体表面列出28宿及其他恒星的位置。球绕轴转动一周便是一昼夜。《浑在仪》能形象地演示出天体运动情形，人们在屋子里看着这个仪器便可知道某星在某时间所处的方位。《浑天仪》的制造在我国天文学史上具有划时代意义。表明张衡已精通天文，掌握了深湛的推算方法和科学的机械传动原理，《浑天仪》是世界上第一架用水力发动的天文仪器。为了说明水运浑天仪的整个系统和作用，张衡特意写了《浑天仪图注》。通过《浑天仪》计算时间，测出“周天为三百六十五度又四分度之一”，这与近代天文学家测定的365天5小时48分46秒的数据相近，可见张衡天文学研究的水平是很高的。

《灵宪》一部阐述天地日月星辰生成和它们运动的天文学理论性著作。在《灵宪》中，第一次提出月亮不发光，月光是太阳光反照的结果，揭示了月食的奥秘；提出了宇宙无限的伟大思想；测出太阳和月亮的角直径。“其径当周天七百三十六分之一”，与现在测出的太阳的角直径平均是31′59″26，月亮的直角径平均是31′5″2的误差不大；记录了当时在中原洛阳观察到的恒星2500颗与近代天文学家观测的结果也是相近的。但必须指出的是张衡在《灵宪》中对天地日月星辰的起源问题的阐述犯了唯心主义的错误。《灵宪》是张衡多年来对天文学呕心研究的结晶，是一部划时代的天文学名著，代表了当时世界上天文学的最高水平，因此，张衡不愧为天文学的奠基者。(www.xing528.com)

东汉时期经常发生地震。根据《后汉书·五行志》记载，从公元92年至125年的33年中，就发生26次较大的地震。《张衡传》记载：“时地震连年，山崩地坼，江河泛滥，房屋倒塌，”它给人民的生命财产带来严重损失，张衡对此有亲身感触。他以科学家的头脑研究地震灾害。他认为人是可以掌握地震动向的，为测报地震动态，他决心研究地震学。于是，在顺帝元年公元126年辞职回家，潜心研究长达5年之久。顺帝阳嘉六年（公元131年）张衡复职后的第一年制造出世界上第一台测报地震的仪器——“地动仪”。就地动仪的结构而言，张衡已经掌握了水平摆的原理，利用物体运动的贯性来拾取地震的动波，进行测报远距离的地震，这具原理至今仍然被采用。从当时测报地震的情形看，这架地动仪能测报千里之外，包括人毫无感觉的地震（最低能测报地震烈度为3度左右的无感地震）。如在顺帝永和三年（公元138年）二月初三地动仪报震，当时洛阳城内人们毫无感觉，于是一些人议论纷纷，说地动仪不灵验。没过几天，陇西有人飞马来报，证实了二月初三那里发生了地震，使朝人信服。陇西距洛阳千里之外，地动仪测报准确，表明这架地动仪测报灵敏和准确度都是比较高的。可见张衡在当时科学极不发达的情况下，能制造出如此精密的仪器，真是奇迹，这在世界上也实属罕见。直到一千多年后古波斯才制造出与“地动仪”相类似的仪器，1880年欧洲才出现利用水银溢流来记录地震的仪器，人们称张衡是地震学的鼻祖是理所当然的。

公元138年张衡与世长辞了。张衡的一生追求科学的意志坚韧不拔；贫困不阿、蔑视贵权的精神难能可贵。人民怀念、称颂他，“数术穷天地，创作造化。瑰辞丽说，奇技伟芳。磊落焕炳，与神合契”。这是当之无愧的。