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世界科技全景百卷书: 天文学家 张衡
勤学不倦 张衡这个响亮的名字，至今仍回荡于宇宙。他就是我国1800多年前出现的一位伟大的科学家，是天文学的奠基者，是地震学的鼻祖。人民为了纪念这位伟大的科学家，于 1956年重新修复了“平子读书台”和张衡墓。1970年国际天文台把月球背面的一座环形山命名为“张衡山”，1977年又把太阳系中一个编号为1082的小行星命名为“张衡星”，以此来纪念张衡为人类做出的重大贡献。然而，令人遗憾的是，这位伟大的科学家仅仅活了62岁，他这短暂的一生是为科学奋斗的一生。他给人类留下的不只是丰硕的科学成果，而更珍贵的则是他那种身在逆境之中，置个人荣辱于不顾，冲破世俗观念，为科学奋斗的精神，至今仍是鼓舞人们奋进的航标。 张衡，字平子，东汉建初三年（公元78年）生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳县）。祖父张堪曾任过蜀郡太守和渔阳郡太守，为政清廉，劝民耕种，发展农业，深受人民的爱戴，去职后家无余财。张衡虽然生在官宦之家，但是，家境却很贫寒，生活清苦维艰，时常靠亲友的救济渡日。贫寒的生活条件是磨炼坚强意志的最好武器，而成功往往产生于困苦的磨炼之中。所以，贫苦的生活对张衡的成长不无益处，使他亲身体会到封建社会下层人民的疾苦，从小养成坚韧不拔的品格，为后来在逆境中奋斗打下了良好的基础。张衡是乡里有名的聪慧好学的少年。他学习非常刻苦，在小油灯底下，一学便是通宵，废寝忘食，不知疲倦，有人称赞他的学习精神“如川之逝，不舍昼夜”。此时他喜爱文学，精读了许多儒学典籍。正是他这种刻苦追求知识的精神，使他成为伟大的科学家。 张衡有着超出时人的苦心孤诣地追求真理的意志。他不满足书斋求知，不效仿摇头晃脑地背诵教条，也不拘泥于经卷所云。当他十六七岁时便走出 “书斋”，辞别家人，开始游历，进行实际考察，以增强知识，开拓视野，了解民情。他游历了京都“三辅”，踏遍名山大川，考察自然景物、风俗人情。登骊山，观秦王墓，感慨万千。他对人民的饥苦，时政的弊端，官吏的骄奢，看在眼中，用心思索，仿照班固的 《两都赋》精思十年，写出著名的 《二京赋》，以丹青妙笔揭露时弊，讽谏当朝。 张衡的求知欲驱使他去洛阳访各家名儒，参观太学。太学是封建社会的最高学府，当时，若想上太学，必须由县令举荐才行。张衡则勇敢地跑到京都毛遂自荐。因张衡求学心切，学识超群，又很谦虚，感动了各位名儒，便破例收他就读于太学。张衡在太学府精心研读了“五经”、“六艺”。依照当时读书人的惯例，学习了“五经”、“六艺”作官是足够用了，可是，张衡有志，读书不为追逐高官厚禄，而是为寻求真理，追求知识。所以，他求知的欲望永无满足，他又潜心研读了杨雄的《太玄经》。《太玄经》是一部讲天、地、人的道理并带有朴素的唯物主义观点的哲学著作，这涉及天文、历法、数学等知识，这引起张衡的极大兴趣。其中，杨雄朴素的唯物主义观点，对他的影响尤深，它改变了张衡的命运，从此，把他引上了科学之路。他很崇拜《太玄经》，把它与圣人留下的经典相提并论，撰写了《玄经注》，还绘制了《玄经图》，可见张衡对这本哲学著作研究之深湛。功夫不负有心人，知识总是把最高的恩典赐给专心致志为它献身的人，所以张衡成为知识全面而精深的人。他于黄老、儒墨、道家之外，自成一家，走上了为科学奋斗的道路。尤致思于天文、阴阳、历法，时人称其为勤学不倦的“南阳通人”。 逆境中奋斗 张衡的行动，已无声地宣告他为科学献身的决心。他选择了一条艰难而光明的道路。他的一生是处在“图谶”邪说盛行，世俗小人妒忌，宦戚权贵们诬陷诽谤的逆境之中。由于张衡正直，聪慧的品格和渊博的学识给了他无限的勇气和智慧，使他敢于向恶势力挑战。张衡作了《二京赋》之后，名声大振，安帝 （刘祜）听说张衡有才华，便下诏指名要张衡进京初任郎中。元初三年（公元115年）又升为太史令。太史令负责朝廷观测星象，编制历法，候望气象，调理钟率和编撰史书等工作。张衡在朝为官总是以求实的科学态度对待一切事情，凡事都有独到的见解，不随波逐流，也不人云亦云。他冒着犯上违背刘氏皇祖圣命的危险，向推崇“图谶”邪说的权势们挑战，凭借他的渊博知识，无情地揭露这股势力的虚伪性，以当时的事实批驳“图谶”邪说。 “图谶”邪说兴起于西汉衰败之际，当时统治者日趋奢侈，朝政腐败，对人民的剥削加重，加之自然灾害连年不断，致使民不聊生，起义时有发生。统治者为了强化他们的统治，以挽救衰败局面，邪说四起，“图谶”邪说兴于此时。谶有图有字，所以又叫“图谶”。它是鬼神学说，用它来解释书经典籍，预卜吉凶，主要宣扬“王权神授”、“天人感应”等唯心思想，以此欺骗人民，很受统治者的青睐，被尊为“朝章国典”。 东汉初年，汉光武帝刘秀也非常崇尚“图谶”邪说，奉为圣典，致使谶学之说久兴不衰，直到安帝时这股邪说仍然盛行，把“图谶”之学说成是先王的经典。当时读书人要升官发财，除博贯五经以外，还要“兼明图谶”之说，这是仕途的章法，可见“图谶”之学在宦海之中的价值。 张衡任太史令时，推行的是“四分历”，权贵们借“图谶”反对“四分历”。张衡把自己的升迁置之度外，逆流而上，凭借他的学识和科学的态度，勇敢地批驳了“图谶”邪说，揭露大肆宣扬“图谶”者虚妄，并向安帝提出 《请禁绝图谶疏》。他在上疏中以不可争辩的事实指出图谶学的虚伪之处： “图谶”不是圣人之法，而成于哀、平之际。指斥“图谶”是那些虚伪之徒为了追求功名利禄编造出的谎言。严正指出，言谶学者，不研究实际学问，只讲邪说诬语，就像画工不肯画犬马，只愿画鬼怪一样，因为犬马是实实在在的实物，人人可见，画得不象，就要受到指责。鬼怪无形，随意涂抹，谁也无法挑剔，这是虚妄之徒的骗人术。张衡以形象的笔触深刻地揭露出谶学及其推崇者的虚伪实质，并大胆提出废除“图谶”，“一禁绝之”。张衡有根有据的批驳令皇帝折服，提升张衡为侍中。 张衡自永初五年（公元114年）入朝为官，至顺帝阳嘉元年 （公元126年）前后任郎中、太史令、公车司马令等中下官职。他不慕官位，也不投机钻营巴结权贵，所以，多年不能晋职。对此有人就张衡下知人事，上知天命，有能力辅佐皇帝治理百姓，作事忠实知理明德，应该想办法使职位不断腾达，奉禄日增，高官厚禄，光宗耀祖才是大事业。另一些人说，撰写科学著作，研究天文，对升官晋职，谋取利禄毫无用处。更有甚者嘲讽张衡：你能命令三轮自转，使木鸡独飞，可你自己却“垂翅故栖”，至今还是个史官，你何不调其机关也高飞呢？为什么不让你自己飞黄腾达呢？面对世俗小人们的论议与诽谤，张衡作《应闲赋》予以铿锵有力的回答：“君子不患位之不尊，而患德之不崇；不耻禄之夥，而耻智之不博。”这有力地表现了张衡为科学奋斗的坚强决心。对于高官厚禄他无所求，他说：“捷径邪至，我不忍以投步；干进苟容，我不忍以歙肩，”即决不巴结权势，以不正当的手段谋取高官厚禄。《应闲赋》是张衡一生不求功名利禄，为科学献身的伟大誓言。这正是一个科学家的博大胸怀。没有这种博大的胸怀，就不会干出宏伟的事业。 张衡鄙视权贵。早年掌握朝政大权的皇戚邓骘听说他有才华，为了笼络士人，扩大自己的势力，多次派人请张衡做幕僚，都被张衡拒绝了。永初五年应诏入朝出任郎中、太史令时，他对官戚倾轧，争权夺利，时政腐败等现象，屡次上疏讽谏，提醒皇帝：宦戚分权，群臣作威作福，不顾人民的饥苦，加上连年自然灾害，朝庭不思政事，如果不整敕，再不改变这种状况，是很危险的。但是张衡的正确意见没有被采纳，皇帝昏庸，明暗不分；佞党对张衡的记恨与诬蔑越来越猖狂，使张衡的处境更加困难，欲干不能，欲罢不忍，非常苦闷。在愤懑之中，他又作《思玄赋》思索做人的道理，怀念先圣之德，慕古人的节操，恨当时之人的虚伪相互争斗，相互攻击，表明自己竭力守义，贫穷不移的浩然正气。 东汉安、顺二帝无能，喜听谗言，在历史上是有名的。《后汉书·五行志三》中记载：“安帝信谗无辜死者多”。张衡被谗，于永和年间（公元136年）调离京都洛阳，任河间相。当时的河间王骄奢荒淫，勾结豪强，横行乡里，为非作歹。百姓深受其苦。张衡到任后严惩不贷，捉拿惩办了一批豪强奸党，为受迫害的人民昭雪申冤，释放无辜，深受人民的称颂。但是，不久张衡便发现，被惩办者皆是从犯，而那些主犯、要犯都逃之夭夭，“多避帝郡”。这使张衡认识到时政污浊，“天下渐弊”，豪强互相勾结，串通一气，一时一地怎能解决朝政腐败呢？上疏讽谏政事不被采纳，开始感到对纠正时弊无能为力，忧愤不止，作《四愁诗》以宣寄苦闷和忧虑：“我所思兮在太山，欲往从之梁父艰”；“我所思兮在桂林，欲往从湘水深”；“我所思兮在汉阳，欲往从之陇阪长”；“我所思兮在雁门，欲往从之雪纷纷”。表明张衡志向高迈，思虑深远，可是道路艰难，无法达到，只暗自悲伤。于是写了《归田赋》，决心辞职还乡，撤出这块不洁之地。然而，皇帝未准辞职，又将张衡调入京城任尚书。 天文学和地震学上的成就 张衡一生处有逆境之中，但他抱定为科学献身的远大志向。持之以恒，致使他才思超群，成绩卓著，给后人留下了丰硕成果。在天文学上研究颇深，他创制了“浑天仪”，撰写了《浑天仪图注》和著名的天文理论著作《灵宪》等。 《浑天仪》是张衡任太史令期间，认真研究前人留下来的天文学知识，经长期观察、记录，反复推算制作出来的，是科学的结晶。《浑天仪》就是水运浑象，恰似现代的天球仪。主体是球体模型，代表天体。球体表面列出28宿及其他恒星的位置。球绕轴转动一周便是一昼夜。《浑在仪》能形象地演示出天体运动情形，人们在屋子里看着这个仪器便可知道某星在某时间所处的方位。 《浑天仪》的制造在我国天文学史上具有划时代意义。表明张衡已精通天文，掌握了深湛的推算方法和科学的机械传动原理，《浑天仪》是世界上第一架用水力发动的天文仪器。为了说明水运浑天仪的整个系统和作用，张衡特意写了《浑天仪图注》。通过《浑天仪》计算时间，测出“周天为三百六十五度又四分度之一”，这与近代天文学家测定的365天5小时48分46秒的数据相近，可见张衡天文学研究的水平是很高的。 《灵宪》一部阐述天地日月星辰生成和它们运动的天文学理论性著作。在《灵宪》中，第一次提出月亮不发光，月光是太阳光反照的结果，揭示了月食的奥秘；提出了宇宙无限的伟大思想；测出太阳和月亮的角直径。“其径当周天七百三十六分之一”，与现在测出的太阳的角直径平均是31′59″26，月亮的直角径平均是31′5″2的误差不大；记录了当时在中原洛阳观察到的恒星2500颗与近代天文学家观测的结果也是相近的。但必须指出的是张衡在 《灵宪》中对天地日月星辰的起源问题的阐述犯了唯心主义的错误。 《灵宪》是张衡多年来对天文学呕心研究的结晶，是一部划时代的天文学名著，代表了当时世界上天文学的最高水平，因此，张衡不愧为天文学的奠基者。 东汉时期经常发生地震。根据《后汉书·五行志》记载，从公元92年至125年的33年中，就发生26次较大的地震。《张衡传》记载：“时地震连年，山崩地坼，江河泛滥，房屋倒塌，”它给人民的生命财产带来严重损失，张衡对此有亲身感触。他以科学家的头脑研究地震灾害。他认为人是可以掌握地震动向的，为测报地震动态，他决心研究地震学。于是，在顺帝元年公元126年辞职回家，潜心研究长达5年之久。顺帝阳嘉六年 （公元131年）张衡复职后的第一年制造出世界上第一台测报地震的仪器——“地动仪”。就地动仪的结构而言，张衡已经掌握了水平摆的原理，利用物体运动的贯性来拾取地震的动波，进行测报远距离的地震，这具原理至今仍然被采用。从当时测报地震的情形看，这架地动仪能测报千里之外，包括人毫无感觉的地震 （最低能测报地震烈度为3度左右的无感地震）。如在顺帝永和三年 （公元138年）二月初三地动仪报震，当时洛阳城内人们毫无感觉，于是一些人议论纷纷，说地动仪不灵验。没过几天，陇西有人飞马来报，证实了二月初三那里发生了地震，使朝人信服。陇西距洛阳千里之外，地动仪测报准确，表明这架地动仪测报灵敏和准确度都是比较高的。可见张衡在当时科学极不发达的情况下，能制造出如此精密的仪器，真是奇迹，这在世界上也实属罕见。直到一千多年后古波斯才制造出与“地动仪”相类似的仪器，1880年欧洲才出现利用水银溢流来记录地震的仪器，人们称张衡是地震学的鼻祖是理所当然的。 公元138年张衡与世长辞了。张衡的一生追求科学的意志坚韧不拔；贫困不阿、蔑视贵权的精神难能可贵。人民怀念、称颂他，“数术穷天地，创作造化。瑰辞丽说，奇技伟芳。磊落焕炳，与神合契”。这是当之无愧的。 |
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