二 “科圣”张衡
张衡
张衡(78—139),生于南阳郡西鄂县石桥镇(今河南南阳),是东汉时期著名的天文学家、数学家、文学家以及艺术家。他精通天文历法,观察并记录了2500多颗恒星;制作了世界上最早利用水力转动的浑天仪、世界上第一架地震仪——地动仪,以及候风仪、指南车等多项器具。张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展做出了杰出的贡献,被后人誉为“科圣”。
儿时的张衡天资聪明,诚恳谦虚,特别喜欢思考问题。他对自然界中的万事万物都充满了兴趣。少年时期,由于父亲的早逝,家里的生活十分清苦。但是贫困的生活,不仅没有影响他的求知欲望,反而更加激励他刻苦忘我地学习。他阅读了大量的书籍,积累了丰富的知识,文章也写得很出色。34岁那年,皇帝就召他进京做官,主要负责观察天象、记录灾情的工作。
从此,张衡常常仰望星空,观察星空的变化。张衡把书本知识以及观察到的材料,进行分析研究,并将研究的心得写成了一本书,叫作《灵宪》。
浑天仪
张衡根据《灵宪》的理论,开始设计、制造仪器了。
公元117年,张衡发明了世界上第一台天文仪器——浑天仪。它有南北两极,刻有赤道、黄道、二十四节气等,与现代的天文仪器的科学模型十分接近。而且在张衡所造的浑天仪上,可以清晰地看到太空中的星象。
在张衡所处的东汉时代,各种自然灾害频繁地发生,地震带来的灾难尤为严重。这引起了张衡的思考。他想,能不能制造一种在地震发生后准确测定其方位的仪器呢?定下目标以后,他查阅了大量关于地震的资料,并且多次实地勘测。有一次,他把测震仪插入大地,刚要读取数据,一波剧烈的余震袭来,离他不远处的一道土墙轰然坍塌。幸亏他眼疾手快,往旁边一跳,才躲过一劫。他拍拍身上的灰土,继续观察仪器上的数据。远处的老百姓十分不理解他的做法,认为他简直是疯了。但张衡不为所动,仍然夜以继日地研究。
公元132年,张衡经过努力钻研,终于又发明创造了世界上第一台能预报地震的仪器——候风地动仪。这台地动仪,整体结构是用青铜制成,形状像个酒坛子,四周铸着八条龙,每条龙口里含着一个小铜球,每个龙头下面都蹲着一只张着大嘴的铜蛤蟆。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来,就预示着那个方向发生地震了。
公元138年2月的一天,地动仪上正对着西方的龙突然张开嘴,吐出了铜球。张衡知道,一定是西方发生了地震!他急忙向朝廷禀告。官员们议论纷纷,都说张衡的地动仪是骗人的,张衡并没有反驳。
候风地动仪
过了几天,信使飞马来报,在离洛阳500多千米的金城、陇西一带发生了大地震,连山上的大石头都崩塌下来了。大家一算,那正是铜球落到蛤蟆嘴里的那天,大家这才信服了张衡和他的地动仪。
张衡在科学上的创造发明是伟大的,他让科技造福了生命。人们为了纪念张衡的功绩,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1802号小行星命名为“张衡星”。