名垂冊史的漢代大天文學家--張衡(圖)
日月 2006年12月13日 15:54
東漢建初九年(西元84年)的一天,有個年僅6歲的男孩在深山中迷了路,可他一點也不慌張,而是胸有成竹地靜下心來坐等天黑。滿天的星斗出現了,他就仰仗著北斗七星的指引,與尋找他的家人驚喜地相會在村口……這個男孩就是後來名垂史冊的張衡。
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張衡雖也是出身名門,祖父曾做過幾年地方官,但不久就家道中落,待他降世時,家中已到了需要節衣縮食的窘境了。在他10歲時父親因病亡故,幸得疼愛他的舅舅把他送入學館。聰穎過人的張衡很快嶄露才華,到17歲那年他離別河南故土來到了京城“西京”(現西安)尋師訪友,不久又進入“東京”(現洛陽)的“大學堂”,學問更是突飛猛進。
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古代的“渾天說”
西元111年早已“觀太學,通五經,貫六藝”的張衡應召出任“郎中”(低級文官),4年後升為“太史令”,這是執掌天文、曆法、氣象、地震等的高級官員,正是這個工作,使他的才華得到了最充分的展示。
在此期間,他寫下了不朽的名著——《靈憲》,書中從哲學的高度全面地闡述了天、地的形成及其結構,並以此來說明日月星辰的本質與運動,使古代的“渾天說”提高到理論的高度。雖然他也認為“渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞中黃。”但他相信“宇之表無極,宙之端無窮。”也就是認為宇宙在空間上和時間上都是無限的,明顯具有樸素的辯證因素。
《靈憲》中已經採用了赤道、黃道、北極、南極等概念來解釋行星的運動,首次用行星的距離來闡述行星運動的獨到見解:“近天則遲,遠天則速”——離地球近者運動得快,遠者運動得慢。他還做了行星歸類的嘗試:認為月亮、水星、金星屬“陰”,故應歸為“附於月”;而太陽、火星、木星、土星則屬“陽”,所以“附於日”。
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張衡墓
張衡已清楚地認識到月亮本身並不發光的道理,他形象地把日月比喻為火與水:“日譬猶火,月譬猶水,火則外光,水則會景。”所以“月光生天日光之所照,當日則光盈,就日則光盡”。這表明張衡已懂得月亮的圓缺是由於太陽所照月面部位不同而引起的表面現象,於是他進一步指出月食的原因是:“當日之,光常不合者,蔽於地也,是謂虛。在星星微,遇月則食。”而這個“虛”實際上就是指地球的影子。
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我國現存最早的地方天文臺——江西省宜春市袁州譙樓前的張衡地動儀
張衡本人也非常重視實際的天文觀測,他本人直接兼任了“靈臺丞”,統一規劃、指導與參加靈臺的觀測。靈臺實際上就是漢代的大型天文臺,43個人分為“候星”(觀測恒星的升落及中天)、“候日”、“候晷影”(觀測太陽及日影)、“候鐘律”(測時,報時)、“候氣”(觀察天氣,計雲量、雨量)及“候風”(測風向、風速)。為此他親自設計製造了“漏水轉渾天儀”,這個精巧的儀器與計時漏壺聯在一起,利用了齒輪使它均勻地轉動,這樣人在室內通過觀看渾天儀就能知曉當時外面的實際天象:什麼星正從東方地平線升起,哪顆星已沒入西方地平線,某一星現正在天上什麼方位……
張衡還從實際觀測中總結出在當時中原地區肉眼可見的恒星為25600顆左右,他測量所得的太陽與月亮的角直徑與現代值相差也不大。他的《思玄賦》也是世界上第一首優美的暢遊宇宙的科學幻想詩。
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後人恢複製作的張衡地動儀
此外,張衡所發明製造的“候風銅鳥儀”是世上最早可測風向與風速的氣象儀器,至少比西方早了1000年;而成功測出千里之外一次地震的“地動儀”更是聞名於世;在數學、地學,乃至文學、美術,他都有非凡的貢獻。
更加難能可貴的是,張衡不戀高位,不畏權貴,不怕風險,與當時盛行的封建迷信“圖讖”做了堅決的鬥爭,而這在當時是很可能丟官甚至有被殺的危險。但他仍堅持編制曆法應依據天文觀測的結果,而不是靠“圖讖”的胡言亂語,反對把“圖讖”塞進太學考試中去,抨擊那些“圖讖”完全是“虛偽之徒”,為了陞官發財的欺人之談,必須“一禁絕之”。
據《後漢書•張衡列傳》載,張衡為後人留下的科學、哲學、文學方面的著作有32篇之多。為了紀念這位偉大的科學家,國家於1956年專門在其出生地河南南陽石橋鎮修建了張衡墓,在郭沫若親自撰寫的碑記中就有“如此全面發展之人才,在世界史上亦所罕見,萬祀千齡,令人景仰”之句。我國紫金山天文臺所發現的第1802號小行星讓他在星空永放光輝,國際天文學聯合會也以張衡之名命名了月球背面的一座環形山。張衡及其功績與天地共存,與日月同輝。
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天體儀,古稱渾象,是我國古代一種用於演示天象的儀器。張衡對它作了改進,用來作為渾天說的演示儀器。他用齒輪系統把渾象和計時漏壺聯繫起來,漏壺滴水推動渾象均勻地旋轉,一天剛好轉一週。這樣,人在屋子裏看渾象,就可以知道哪顆星當時在什麼位置上