古代地动仪的发明及其应用

5　地动仪的发明

东汉盛行迷信思想，统治者宣传天有意志，鬼神能降祸降福，那时候经常有地震发生，公元92年以后，几乎连年地震。地震区有时大至数十郡，有些地区发生地裂、地陷、山崩、水涌。迷信家借机宣扬这是上天对皇帝的警告，对百姓的惩罚。科学家探求真理，对抗迷信，并且在自然科学方面，取得了一定的成就。

张衡，东汉时期的西鄂人，是中国古代杰出的科学家，也是世界上最早的天文学家之一。17岁那年，他离开家乡，先后到了长安和洛阳，在太学里用功读书。他喜欢文学，特别爱好数学和天文学。朝庭听说张衡很有学问，召他到京里做官，先是任郎中，后来，担任了太史令，负责观察天文。这个工作正好符合他研究兴趣。他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验，发明了一个测报地震的仪器，叫作“地动仪”。

地动仪是用青铜制造的，仪器内部竖着一根铜柱，周围有8个杠杆连接外面。外面有8条龙，分别朝着8个方向，每条龙的嘴里各含着一粒小铜球。哪个方向发生地震，柱子就倒向哪个方向，触动杠杆，那个方向的龙嘴就张开吐出铜球，落在下面仰首张嘴的小铜蛤模中，这样，人们就能知道那里发生了地震。

张衡制造的地动仪准确度很高，公元138年2月的一天，地动仪朝西的龙嘴吐出钢球，但是洛阳一点也未有地震的迹象，因此，大伙纷纷议论，都说张衡的地动仪是骗人的。过了几天陇西方面飞马来报，离洛阳1000多里的金城、陇西一带发生了大地震。大伙儿这才信服了。

张衡不追求名利，一生献身科学，取得很多成就。有人讥笑他能使机轮自转，木马自飞，自己却不能飞黄腾达当大官。张衡说：“我决不会为了谋取高官厚禄，而去奉承权贵。君子不怕官位不高，只怕品德低下；不以俸禄不多为羞，只以知识贫乏为耻。”(www.xing528.com)

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张衡生平

张衡出身于名门望族。其祖父张堪，自小志高力行，被人称为圣童，曾把家传余财数百万让给他的侄子。光武帝登基后张堪受荐拜官。曾被任为蜀郡太守随大司马吴汉讨伐割据蜀郡的公孙述，立有大功。其后又领兵抗击匈奴有功，拜为渔阳(今北京附近)太守。曾以数千骑兵击破匈奴来犯的一万骑兵。此后在他的任期内匈奴再也没有敢来侵扰。他又教人民耕种，开稻田八千顷，人民由此致富。所以，有民谣歌颂他说：“张君为政，乐不可支。”张堪为官清廉。伐蜀时他是首先攻入成都的，但他对公孙述留下的堆积如山的珍宝毫无所取。蜀郡号称天府，但张堪在奉调离蜀郡太守任时乘的是一辆破车，携带的只有一卷布被囊。

张衡像他的祖父一样，自小刻苦向学，很有文采。16岁以后曾离开家乡到外地游学。他先到了当时的学术文化中心三辅(今陕西西安一带)。这一地区壮丽的山河和宏伟的秦汉古都遗址给他提供了丰富的文学创作素材。以后又到了东汉首都洛阳。在那儿，他进过当时的最高学府——太学，结识了一位青年学者崔瑗，与他结为挚友。崔瑗是当时的经学家、天文学家贾逵的学生，也精通天文、历法、数学等学问。和帝永元十二年(公元100年)张衡应南阳太守鲍德之请，作了他的主簿，掌管文书工作。8年后鲍德调任京师，张衡即辞官居家。在南阳期间他致力于探讨天文、阴阳、历算等学问，并反复研究西汉扬雄著的《太玄经》。他在这些方面的名声引起了汉安帝的注意。永初五年(公元111年)张衡被征召进京，拜为郎中。

元初元年(公元114年)迁尚书郎。次年，迁太史令。以后曾调任他职，但5年后复为太史令。总计前后任此职达14年之久，张衡许多重大的科学研究工作都是在这一阶段里完成的。顺帝阳嘉二年(公元133年)升为侍中。但不久受到宦官排挤中伤，于永和元年(公元136年)调到京外，任河间王刘政的相。刘政是个骄横奢侈、不守中央法典的人，地方许多豪强与他共为不法。张衡到任后严整法纪，打击豪强，使得上下肃然。3年后，他向顺帝上表请求退休，但朝廷却征拜他为尚书。此事颇有蹊跷，因尚书的官职远低于侍中或相，他是否应征，史载不彰。就在这一年(永和四年，即公元139年)，他即告逝世。