东汉张衡 地震科学研究的先驱(图)
后人奉为“科圣”的全才学者

2011-04-18 14:55 作者:倪健哲

东汉张衡一生发明不少气象和天文的仪器与学说。最著名的莫过于制造了全世界第一座地震探测器“地动仪”，开创了人类对于地震科学的研究，是人类从事地震科学研究的先驱。

2010年8月澳华历史博物馆展出的仿造西元132年东汉时期的张衡发明的“地动仪”。陈明摄影

近年来国际间地震、海啸频传，尤其最近日本宫城县的九级强震更是震撼世界。各种天灾、气象预测之研究随之成为热门话题。也许有人会以为，现代人才能掌握高超的预测技术，其实，距今一千八百多年前的中国东汉时期，即有科学家在研究天象与地震的预测。

张衡，东汉时人，是历史上有名的科学家。他最著名的事迹，莫过于制造了全世界第一座地震探测器“地动仪”，同时还发明了观测天象的“浑天仪”。张衡除了是一名出色的科学家之外，还是一个精通医学、数学、文学、艺术的天才，后人称之为“科圣”。

不爱做官 爱研究学问

张衡的祖先本是官宦人家，但是到父亲这一代已然衰落，因此张衡年幼时期家境并不好，有时还要靠亲友接济。但是这种贫困的生活反而让他更懂得自立。他从小就非常好学，而且天资聪颖，十五、六岁时就外出游学，曾到长安考察当地的山川形势、风土民情。18岁时张衡到洛阳就读太学，期间结交了许多学问好、有抱负的学者，对于他的人生与才能有相当大的影响。

南阳郡太守非常仰慕张衡的才华，诚恳邀请他出任南阳郡主簿，他因而担任了九年的南阳郡主簿。在任期间，他辅佐太守治理南阳，在农业、教育方面的成绩斐然。

张衡可谓相当纯粹的学者，除了担任南阳郡主簿的九年，之后很长一段时间都没有从政。因为他的学问很好，时常受到朝廷招募，但是他只想花时间研究学问。后来在母亲的鼓励之下，张衡才前往京城任职郎中，那时他已经34岁了。因为曾研读《太玄经》，对天文、科学等事物相当有研究，因此又被皇帝任职为太史令，掌管天文、历法、气象与地震的观测与记录。张衡最光辉的科学家人生，于焉开始。

发明观测仪器 奠定中国气象史

张衡一生创建不少气象和天文的学说与仪器。他发明的第一项仪器，是根据浑天学说与长期对天象的观察所创造出的一座以漏壶滴水推动的大型仪器──“漏水转浑天仪”。这是世界上第一台以水力推动机关，可自动演示恒星和太阳周日运行。其构造为一空心铜质球体，铜球上头刻有星宿与南、北极；球外装有地平圈和子午圈，以及黄道、赤道圈，分列二十四节气；滴漏的水力带动齿轮，齿轮带动球体运转，每转动一昼夜即为一周。浑天仪上所刻示的星宿出没与天象完全吻合，完整演示了天体运行的规律。

某年中国发生了三十多起重大地震，造成多人死伤。张衡为了能够有效地统计地震的地点，经过多年研究，发明了世界上第一台测定地震方位的科学仪器──“地动仪”。此仪器的外观相当奇特，《后汉书》记载：“以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒樽。”仪器周围的八个方位分别有八只龙盘据，龙口中含有铜珠，龙嘴正下方各有一只张嘴的蟾蜍，只要铜珠掉落蟾蜍口中，即表示该方位有地震。地动仪的发明开创了人类对于地震科学的研究，是世界从事地震科学研究的先驱，比欧洲早一千七百多年。

除了这两项发明之外，他还创造了能测定风向与风力的“候风仪”，自动日历“瑞轮蓂荚”、可计算道路里程的“记里鼓车”、可在迷雾中引路的“指南车”等器具。
张衡不止发明仪器，也写下了许多科学经典，如天文学名著《浑天仪图注》和《灵宪》，并画出了完整的星象图，所观测的恒星数多达二千五百多个，还提出了“月光生于日之所照”的科学理论。在久远的东汉时代，能有这样的成就是非常惊人的。另外，他还着有数学经典《算罔论》，并计算出圆周率的值在3.1466和3.1622之间，虽然和后人所知道的数字有所误差，但在那个时代能有这样精确的计算，确实是非常惊人的成就。

擅长赋体创作 讽喻腐败时政

除了科学上的成就，张衡也是东汉著名的赋家，最著名的作品是〈二京赋〉，即〈东京赋〉与〈西京赋〉。这是他早年因感于“天下承平日久，自王侯以下莫不逾侈”而创作的。东汉中后期时，官僚贵族都崇尚奢侈、宦官专政、政治黑暗，他在〈东京赋〉中写道：“今公子苟好剿民以偷乐，忘民怨之为仇也；好殚物以穷宠，忽下叛而生忧也。夫水所以载舟，亦所以覆舟……臣济多以陵君，忘经国之长基，故函谷击柝于东，西朝颠覆而莫持。”可见他对当时社会腐败风气的关心与无奈。

张衡的文学作品还有〈南都赋〉、〈应间〉、〈思玄赋〉、〈归田赋等〉。其中〈归田赋〉是一篇出色的抒情文，以清新的语言，描写自然景物的美妙，也抒发了想远离官场、归田淡泊的心情。这篇文章原是要表明心迹，向皇帝辞职的，结果因为写得太好，反而让皇帝赞赏不已，又将他升为尚书。不过张衡上任不久即辞世了。而自张衡以后，东汉抒情小赋逐渐盛行，对魏晋抒情赋的发展有着重大影响。

身为一个精通文学与科学的全才学者，张衡所作的一切研究与创作皆是为国为民，堪称科学研究者的典范！现代人除了赞叹张衡的聪明才智，或许也该深思，多学习他对国家社会的关心。