在距今1900 多年前的东汉时期,我国科学史上曾升起过一颗璀灿的明星,他就是天文学家张衡。

张衡,字平子,公元78年出生在河南南阳西鄂（今南召县南）一个大户人家．祖父张堪曾做过蜀郡大守,可惜到了张衡出世时,家道已经逐渐衰落．贫困艰辛的生活、翻云覆雨的世态,造就了张衡从容淡静而又勤奋刻苦、勇于探索的个性．少年时代的张衡,非常喜爱读书,凡是能够到手的书籍,不论是经书,还是文史、自然科学,无不细细研读．其涉猎范围之广,理解程度之深,都远远超过周围的同龄人．老人们夸他＂焉所不学,亦何不师＂,意思是说＂没有他不愿学的知识,也没有他不想请教的老师＂．在学馆里,张衡论年龄最小,论成绩却数他最优秀。

除了读书,这个沉稳的孩子还有一个特殊的爱好——观察星空．每当夜幕降临、万籁俱寂之时,小张衡常坐在院里,痴痴地抬头仰望,一动不动．那广阔浩渺的天宇,那幽静神秘的夜色,特别是那些镶嵌在墨蓝色夜幕上、宝石般晶莹闪烁的星星,引起了孩子多少奇妙的遐想! 说起来,小张衡心灵上的这扇窗户还是奶奶给打开的呢．那还是在他很小的时候,常像个小尾巴似的跟在奶奶身后,缠着奶奶讲故事．老人家见多识广,又十分喜爱这个聪明乖巧的孙儿,当然不会拒绝孩子的要求．每天吃罢夜饭,老人就抱着孙儿,坐在葡萄架下,给他讲起那永远也讲不厌的、老辈人传下来的故事．其中,小张衡最感兴趣的要数北斗七星和月亮的传说了．什么＂天狗吃月亮＂啦,什么＂牛郎织女＂啦,听得他连觉都不想睡．从奶奶那儿,他学会了辨认北斗星,明白了世界上还有那样一片神奇的天宇,而且,为了奶奶永远回答不出的那些个＂为什么＂,他越发对那浩渺的夜空心驰神往了。

一次,少年张衡偶然在一本书名为《鹖冠子》的诗集中发现了一首小诗: ＂斗柄指东,天下皆春；斗柄指南,天下皆夏；斗柄指西,天下皆秋；斗柄指北,天下皆冬．＂他不觉心中一动: 小时候,奶奶讲北斗星的时候,光说凭着它可以辨认方向,并没有说起它和季节有关呀．而这首诗分明是在告诉人: 北斗星既然能在不同的季节指着不同的方向,那它肯定是在不停地运转着!

这个发现使少年张衡兴奋极了．他马上找来几张纸,根据诗中描述的情形,分别画成4 张图．从那天开始,只要是晴空,他夜夜都要拿着图站到院里,目不转睛地观测北斗星的运转情况．有时候望着望着,把什么都忘记了,直到东方泛出鱼肚白色,他才猛然发觉,已经站了整整一夜! 就这样观察了一年,这个倔强的少年,终于弄清楚了＂斗转星移＂的道理．原来,北斗星是绕着一个中心转的,每年转一圈．正因为如此,我们四季见到的北斗星的位置才各不相同．接着,他又在书中查到这样一条资料: 北斗星绕着转的那个中心,就是北极．北极上空有颗小星,叫做北极星；北斗和其他星都在绕着北极星转．而且,继续观察下去,张衡还发现: 即使在同一季节中,北斗星的位置也不完全相同．比如,早春时节,北斗星的斗柄指向东北,而到晚春就指向东南了。

时光荏苒,在浩瀚的书海和有趣的观察实验之中,张衡不知不觉度过了他的少年时代．17 岁的张衡,身材挺拔,面目清秀,加之满腹才学,俨然是一个风度翩翩的英俊才子,在四里八乡享有很高的声誉．县上的官员见他德才兼备,特别是写得一手好文章,便要举荐他做秀才．这在一般人看来,是求之不得的事,然而张衡的反应十分冷淡．他不想踏入仕途,而志在做学问．这个沉默寡言的年轻人,梦寐以求的是＂读万卷书,行万里路＂,增广见闻,扩大知识范围．所以,他毫不犹豫地拒绝了官员的好意,离开生活了17年的故乡,踏上了外出游历的旅途。

公元95年,张衡来到京都洛阳．这里毕竟非县城可比．在张衡看来,除车水马龙、灯红酒绿、繁华喧闹而外,更能展示都市风采的是文人荟萃、风尚高雅．他可谓如鱼得水,一面到当时的最高学府——太学里听讲,向一些有名望的学者请教,一面以文会友,结识了许多志向远大、学识渊博的年轻学子．他们常在一起读书论文,指点江山,评论时政,研究学问．这些风华正茂的年轻人,探讨问题范围之广、程度之深,都使人慨叹不已．他们研究数学、天文、历法等等,每每有自己独到的见解,令一些老前辈自愧弗如．其中,张衡的见地往往又在一般人之上．尽管如此,他却无一丝骄尚之情,所以大家都愿意和他在一起研讨问题,张衡也从中获益匪浅,学问更加丰厚扎实．史书曾记载他＂通五经、贯六艺＂,各方面的知识和技能无所不知、无所不能。

从洛阳学成归来,张衡因南阳郡守鲍德再三相邀,盛情难却,只得到郡中当了几年官员,官职相当于今天的文书,后来鲍德进京任职,早已厌恶在官场周旋的张衡如获大赦,乘机辞去官职,返回家中潜心钻研学问去了．这段时期,张衡专心致志地精读了许多学术典籍,其中最使他心醉神迷的当数扬雄的《太玄经》．这是一部内容广泛、 文字艰深的哲学著作,其中的一些唯物主义和无神论内容,深深地触动了张衡的灵魂,为他以后在探索宇宙奥秘的征途上取得一个又一个辉煌战果,提供了坚实的思想导向和理论基础。

公元111年,汉安帝向天下广招人才．在京城任职的鲍德,再次向朝廷举荐张衡．张衡再三推辞,无奈他＂通五经、贯六艺＂的大名早已为安帝所知．安帝便亲自颁旨,任命张衡为太史令,主管天文历法,预报天象气候．张衡一来不好抗旨,二来考虑到这个职务还有利于自己继续钻研学问,于是便打点行装,到太史令府上任了。

当时,关于天体,人们还停留在初步认识的阶段,最流行的观点有二: 持＂盖天说＂的人认为,大地是平的,天像一只巨大的碗,反扣在大地上面；而持＂浑天说＂的人却主张,大地就好比是蛋黄,天像蛋壳似的包在地的外面．张衡是坚定的＂浑天说＂派．为进一步证实自己的观点,他利用职务带来的得天独厚的研究条件,决定制造一个天体模型,把天地的构造以及日月星辰的运行情况,都用仪器显示出来,这样,就能直观而形象地说明那复杂的天文现象了。

然而,要把抽象的思维变成一个能看得见、摸得着的实物,谈何容易? 不知度过了多少个不眠之夜,不知翻阅了多少书籍资料,一张精致的天球图终于绘制出来了。

一天深夜,张衡带着天球图轻轻地走到正在灵台（即天文台）观测天象的工作人员背后,倒把几个人吓了一跳: ＂咦,太史令怎么到这儿来了? ＂ ＂别慌,别慌,我是来和大伙儿商量一件事情的．＂张衡一边说,一边打开手中的图纸,＂你们看,这是我刚刚画好的天球图．我打算照这张图制作一个天体模型,好为浑天说作个证,要不,两派争论不休,谁也不服谁,对的东西,毕竟只有一个啊! ＂

张衡以炯炯有神的目光扫了众人一眼,见大家都在聚精会神地听着,便接着说: ＂可是,如果不准确地掌握日月星辰的运行情况,这个天体模型做出来也没有什么价值．往后我会天天来这里,和诸位一起观测,还请多多帮忙．＂

张衡的人品学识,早已博得大家的尊重,这番话,更说得众人怦然心动,马上就分工干了起来．他们在张衡的指导下,把天上的星星分成几个区,一颗一颗地数．那一份细致,那一份耐心,真无法用言语形容．就这样,他们硬是数出了2500 颗星星,其中有名字的有320 颗．这些星星的名字,有不少还是张衡给命名的呢．天文学发展到今天,已经证实,人的肉眼能看见的、六等以上的星体约有2500 至3000 颗,而早在1900年前,张衡主持的天文台就已大体测出了这么多的星星。

在观测过程中,张衡对照实际,对天球图做了反复的修改,直到认为准确无误了,这才动手设计制造天体模型．传说,有一天,他一大早起来就钻进书房,琢磨着模型的事儿．可怎么想,心里也还是觉着不踏实: 那图上的天球变成模型,该是什么样儿的呢? 想着想着,不觉踱出书房。

＂喂,你怎么有了闲空儿啦? ＂正在厨房做午饭的妻子见他居然有时间在院中散步,不由得开口问道。

张衡一直沉浸在模型的构想之中,猛听得妻子问话,反倒吃了一惊,＂嗯＂ 了一声,信步走进厨房。

妻子正忙着做点心．面案上,堆着一团和好的面,旁边放着一小碟芝麻．张衡盯着面案呆了一会儿,忽然眉宇间透出一丝喜色．只见他匆匆洗了洗手,抓起一小团面就揉了起来。

这张衡成年累月不离书房,在家里是＂衣来伸手、饭来张口＂的,如今突然亲自下厨,倒把妻子弄懵了: ＂你,你还要做饭? ＂

＂咳,哪儿跟哪儿呀! ＂张衡这才笑了,＂我是想试着做一个天体模型哩! ＂

＂没见过你这样的人,真真走火入魔了! ＂

张衡没再言声儿,只顾把面揉成圆圆的一团,又把它在芝麻碟里一滚,面团上就星星点点地沾了不少芝麻．然后,他又取出一根筷子,从面团中心穿了过去,用手捏着筷子的两端,让面团旋转着。

＂对,就是这个样子! 你来看,＂张衡喜孜孜地对妻子说道,＂这个面团就好比是天球,上面的芝麻呢,好比是星星,筷子两端就算是北极和南极吧．天球就是这样绕着北极和南极转,星星也同时跟着天球一起转．＂ ＂那,天球也转,星星也转,又怎么看得出星在移动呢? ＂

＂问得好! ＂说着,张衡让妻子接过＂天球＂,自己用两手的拇指和食指围成一个平平的圆圈,套在＂天球＂外面,让＂天球＂的上半部在北极底下,下半部在南极上面,＂你转转看,我的手指,就算是地平线．要是‘天球’上站着一个人,不论他站在什么位置上,都是只能看地平线上面的半个天,而看不到地平线以下的那半个天．前些日子我们在灵台数星星时,就是先数了头顶上的,然后等下面的星星转上来时才数出来的呢．＂

＂哎,你来看! ＂妻子忽然发现了一个问题,＂这北极附近的星转来转去,都永远在地平线以上,这……＂

＂你真不愧是我的夫人啊＂张衡素来喜欢妻子的聪明、贤慧,＂那些星叫做常明星,我已经数过了,总共有124 颗．＂

从张衡捏面团那时起,花开花落,转眼又是一年过去了．这一年中,张衡没日没夜地设计、制作、实验、改进．功夫不负苦心人,天体模型于制造出来了: 那是一个铜铸的球体,装在一个倾斜的轴上,可以旋转,样子和今天的地球仪大致相仿．铜球的周长1 丈4 尺6 寸1 分（合4.87 米）,直径4 尺6 寸5 分（合1.55 米）,球面上刻着南北两极、经度纬度、赤道黄道及日月星辰,还有一个表示地平线的环．如果把铜球由西向东拨了一下,刻在上面的星辰便从东方升起,又从西边落下,和实际情形相差无几。

这个天体模型,被张衡命名为＂浑天仪＂．它是世界上第一台能够比较准确地反映天象的仪器。

不过,使张衡感到美中不足的是,非得用手拨动,浑天仪才能转,而实际上,天上的星是在自动旋转的啊．他的眉头又紧锁起来了．这天早晨,张衡一边洗脸,一边仍在思谋着浑天仪的事,手指下意识地把水撩得哗哗作响．蓦然间,他眼前一亮: 水! 是的,那是家乡的白河水．他小时侯,曾和小伙伴们到白河边看过铁匠炼铁．聪明的铁匠师傅们,在白河中筑了一条坝,把本来水流就很急的白河水位提高了．安装在急流中的水轮,在湍急的水流冲击下,日夜不停地转着,水轮上的铁轴带动别的机件,最后通过一根铁杆一来一往地拉动风箱,朝铁炉内鼓风．对,就用水力!

张衡立刻叫人把浑天仪安装在灵台的一间房屋里,又在屋顶安放了一只特大的漏壶（古代计时的工具）．这漏壶的壶嘴,是一条精雕细刻的玉龙,龙嘴里不断往外喷水,水冲动水轮,水轮带动齿轮,齿轮又连着浑天仪上的铜轴,这样,浑天仪就可以自动旋转了．由于水流量计算得非常精确,所以浑天仪正好一昼夜转一圈。

浑天仪的发明,不仅相当准确地反映了天象,使坚持＂盖天论＂的人改变了主张,心悦诚服,而且震动了整个学术界,被誉为＂学术上罕见的奇迹＂．成功往往特别垂青那些在科学的崎岖小路上不畏险阻、勇于攀登的人。

仿佛是命运的故意安排,就在张衡＂浑天仪旋风＂刮了将近一年,刚刚趋于平息的时候,他又获得了一次成功的机遇。

那是早春二月的一个深夜,张衡正在油灯下埋头写他的数学专著《算罔论》,猛地觉得身下一阵剧烈的颤动,抬眼一看,门窗、桌椅、立柜都在摇晃,摆在桌上的花瓶＂啪＂的一下摔在地上,碎了。

＂地震! ＂张衡本能地喊了一声,嘱咐家人赶紧起来到院中躲避,自己迅速翻身上马,向灵台疾驰而去。

一连4 天,张衡一面在灵台接待外地报告灾情的信使,一面亲自带领官员到民间察看震情,忙得脚不点地,眼睛红肿了,喉咙嘶哑了．当他综合各地灾情,明白这是30年间当地最严重的一次地震时,心情愈发沉重．地震刚过,他马上带人奔赴重灾区．所到之处,断垣残壁,尸横遍地,景象惨不忍睹．震中的情形更是令人瞠目结舌: 好端端的大地被撕裂成两半,连小山也被拦腰切断,滔滔洪水,从一条1 里多长、丈余宽的大裂缝中汹涌而出,四下蔓延。

＂这究竟是为什么? ＂张衡面对苍天,痛心疾首。

当然,激情并不能替代科学．在严峻的震灾面前,张衡深深地思索着: 既然造成地震的原因暂时还摸不透,那么能不能制造出一种能够预报地震的仪器呢? 那至少也会使人们避免更大的伤亡。

又是无数个忙碌的日日夜夜,张衡被这个世上从未有过的地震仪器迷得废寝忘食、形销骨立．终于在公元132年,他54 岁的时候,造成了世界上第一台能测报地震的地动仪．据《后汉书·张衡列传》记载,它＂以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形．中有都柱,傍行八道,施关发机．外有八龙,首衔铜丸,下有赡蜍,张口承之,其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际．如有地动,尊则振龙机发吐丸,而蟾蜍衔之．振声激扬,伺者因此觉之．虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在．验之以事,合契若神．自书典所记,未有之也．＂

但是,这个伟大的成功,带给张衡的并不是鲜花和颂歌,而是无法抗拒的诬蔑、诽谤和讥刺．当地动仪还在＂母腹＂中时,那些抱残守缺、冥顽不化的官僚就诅咒张衡＂触犯天神,必遭恶报＂,甚至向皇帝告了他的黑状．地动仪制造出来后,他们又接连上书,排斥打击张衡．最后,张衡虽被迫辞去太史令的职务,但他用心血和汗水凝聚而成的地动仪却永远留在灵台．他坚信,科学必将战胜迷信,地动仪将与天地永存。

令人欣慰的是,张衡终于在有生之年亲耳聆听了地动仪成功的消息: 那是公元138年的一天,灵台的值班员忽闻地动仪＂当＂地响了一声,忙跑过去一看,原来是西北方向的那条龙头吐出铜丸,落在蟾蜍口中．他不敢怠慢,赶紧向新任太史令报告,却遭到一顿斥责．两三天过去,并无地震动静,他也就把这事淡忘了．谁知,又过了几天,就在新任太史令还在向人大肆挖苦张衡和他的地动仪时,信使飞马赶到朝廷,报告说陇西地区前几日发生强烈地震．陇西正好位于洛阳西北,相距千余里,地动仪能精确灵敏地预报那里的地震,真令人不得不叹服．难怪英国科学史家李约瑟感慨地说: ＂中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲,特别是在15 世纪之前更是如此．＂

一个人的一生,能创造出世界上第一台天球仪、第一台地震仪,仅这两个＂世界第一＂就足以使他名垂科学史册了．然而张衡一生的贡献还远远不止于此,在数学领域,在文学领域,以至在艺术领域,无不留下了他闪光的成绩．在传世名篇《应闲》《思玄赋》等文章中,他写下寄情志的名句＂君子不患位之不尊,而患德之不崇；不耻禄之不夥,而耻智之不博．＂（大意是: 一个人不应担心自己的地位不高,而应担心自己的道德不高尚；不该为自己的收入微薄而羞耻,而应当为知识不广博感到害臊．）这不仅是张衡光辉人格的真实写照,也是后来者勉励自己奋发成材的座右铭。

为科学事业奋斗终身的张衡,晚年心力交瘁,体弱多病．公元139年,这位人类史上罕见的伟大科学家终于永远离开了他魂萦梦绕的事业,终年62 岁。