中国古代科学家传记-第13部分
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进步的，但却未能在这场大讨论中获得通过。这是中国历法史上的一个损
失。月行不均匀性的被采入历法又被推迟了半个多世纪，直到刘洪的《乾
象历》中才第一次得以正式采用。
2．地震学
张衡的另一个有杰出贡献的科学领域是地震学。他的代表作就是震烁
古今的侯风地动仪的发明。这件仪器发明于阳嘉元年（公元132 年）。这是
他在太史令任上的最后一件大工作。在《后汉书·张衡传》中对这件事有
较详细的记载。自19 世纪以来即有人力图运用现代科技知识，根据《后汉
书》的记载来复原张衡的这项伟大的发明。此后经过几十年的努力，到20
世纪60 年代，王振铎终于科学地解决了候风地动仪从外形到结构的全部复
原问题。
根据王振铎的研究可以知道，张衡的候风地动仪的外形像一只圈足的
酒尊，直径有8 尺；尊上有个隆起的合盖；尊外附有8 条龙，龙首朝着8
个方向；龙口中含有一粒铜丸；地面上有8 只昂首张口的蟾蜍，准备承接
龙口中落下来的铜丸；尊中有一根高而细的铜柱，张衡称之为都柱。都柱
在接受到地震产生的地震波后就向波源方向倾倒。在都柱周围构架了8 条
通道，使倾倒的都柱只能往一道中滑倒，倒到尽头，都柱敲动一个像弩机
装置似的牙机，利用扛杆传动，使龙首张开口，铜丸跌入蟾蜍口中，■的
一声，人们闻声检丸，就可知道该方向发生了地震。
图2 候风地动仪设计复原图（复原人王振铎）1．都柱，2．八道，3．牙
机，4．龙首，5．铜丸，6．龙体，7．蟾蜍，8．仪体，9．仪盖，10．地
盘
张衡这台仪器的性能很好，据当时记载：“验之以事，合契若神。”
甚至可以测到发生在数千里外而在洛阳并无人有震感的地震。这台仪器不
仅博得当时人的叹服，就是在今天的科学家看来也无不赞叹。世界上地震
频繁，但真正能用仪器来观测地震，在国外，那是19 世纪以后的事。候风
地动仪乃是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概
方位，但它却超越了世界科技的发展约1800 年之久！
3．机械技术
从上面所介绍的浑天仪和候风地动仪的构造即可得知，张衡掌握了很
高明的机械技术。他的朋友崔瑗在为他写的墓碑中赞道：“数术穷天地，
制作侔造化。”前一句是道他数学天文学知识之渊博，后一句则是赞他制
造的各种器物之神奇。其实，神奇是由于他巧妙地运用各种机械技术的结
果。
传说他当时还制做过两件神奇的器物。一件是有三个轮子的机械，可
以自转；一件是一只木雕，能在天上飞翔。
关于木雕，《墨子·鲁问》就有记载：“公输子削竹木以为鹊。成而
飞之，三日不下。”《列子·汤问》和《韩非子·外储说》都记载说，墨
子本人也造过能飞的木鸢。这些木鹊或木鸢大概是一种鸟状的风筝。不可
能是其他装有动力机的、如今日飞机之类的飞行器。因为当时还不可能有
连续运行一日乃至三日之久的动力机。张衡的木雕，大概也是一种风筝。
不过，北宋类书《太平御览·工艺部九》引《文士传》中一段记载说：“张
衡尝作木鸟，假以羽翮，腹中施机，能飞数里。”这里说到“腹中施机”，
而且“能飞数里”，因此，过去有的作者认为是一种飞机类的飞行器。但
装在飞行器上的动力机必须重量足够轻而马力足够大，并且还要求飞行器
本身具有一定的适宜起飞上升的形状等等，这些条件在张衡时代没有一条
是能做得到的。所以，张衡的木雕即使真的“腹中施机”，那么，这种机
也不会是动力机，而是一种装在风筝上用线控制飞行的操纵机构。
关于三个轮子可以自转的机械，古来就有不同意见。南宋学者王应麟
认为是一种记里鼓车。这种车利用一组齿轮系把大车转动时车轴的运动传
递到一个木人的手臂上，使它过一里路时敲一下鼓。这个设想看来不大符
合“三轮可使自转”的意思。敲鼓的动作一般是不当作转动看的。另一种
意见则认为是一种指南车。清代王先谦《后汉书集解·张衡传》中引《宋
书·礼志》：“指南车，其始周公作，张衡始复创造”（按：这是《宋书·礼
志》的摘引，实非原文）。看来，指南车的形象更符合于“自转”的用词，
因为不管下面轮子怎么转，车上的人只见到指南车木人的手指在自动地转
向南方。
总之，张衡在机械技术方面是非常高明的。《太平御览·工艺部九》
引晋代葛洪《抱朴子》曰：“木圣：张衡、马钧是也。”现在的中国科技
史家都公认马钧是我国三国时代一位杰出的机械发明家，而在葛洪看来，
张衡、马钧都是一代木圣。
4．数学
《后汉书·张衡传》中提到，张衡写过一部书叫《算罔论》。此书至
迟到唐代已经失传，以至唐代的章怀太子李贤怀疑张衡没写过这部书，而
是因为《灵宪》是网络天地而算之，故称《灵宪算罔论》。从《九章算术·少
广》章第二十四题的刘徽注文中得知有所谓“张衡算”，因此，张衡写过
一部数学著作是应该肯定的。从刘徽的这篇注文中可以知道，张衡给立方
体定名为质，给球体定名为浑。他研究过球的外切立方体积和内接立方体
积，研究过球的体积，其中还定圆周率π值为10，这个值比较粗略，
但却是我国第一个理论求得π的值。另外，如果按照钱宝琮先生对《灵宪》
的校勘：“（日月）其径当天周七百三十分之一，地广二百三十二分之一”，
730
则此时π值等于
232
= 31466 ，较10又精密了。
。
不过，从刘徽注中也可以看到，这位100 多年之后的大数学家对张衡
的数学有较严厉的批评，认为张衡：“欲协其阴阳奇耦之说而不顾疏密矣！
虽有文辞，斯乱道破义，病也！”如按此批评来看，则钱宝琮先生所作的
校勘似乎未必都符合张衡的原来数字。
5．其他方面的成就
张衡曾被唐代人看作是东汉时代的大画家。张彦远的《历代名画记》
卷三记有：“张衡作《地形图》，至唐犹存。”这幅《地形图》中是否还
有地理科学上的意义，现已无可考了。当时还流传有他用脚画一只神兽的
故事。故事虽然神化了，但也反映出张衡有很高的画技。
他当过太史令，因而对史学也有许多研究。他曾对《史记》、《汉书》
提出过批评，并上书朝廷，请求修订。他又对东汉皇朝的历史档案作过研
究，曾上表请求专门从事档案整理工作，补缀汉皇朝的史书。这些上书均
无下文。
他还研究文字训诂的学问，著有《周官训诂》一书。当时崔瑗评价说：
广大学者都对它提不出异议来。
他又是个大文学家，他的《二京赋》曾花了10 年的创作功夫，可见其
创作态度的严肃。这篇赋不但文辞优美，脍炙人口，而且其中讽刺批评了
当时统治集团的奢侈生活，其思想性也是比较高的。他在河间相任期时创
作的《四愁诗》受到文学史家郑振铎先生的高度评价，称之为“不易得见
的杰作”。他的《思玄赋》中有大段文字描述自己升上了天空，遨游于众
星之间，可说是一篇优雅的科学幻想诗。除了上述诸文外，遗留至今的还
有《温泉赋》、《归田赋》等20 多篇，都是辞、义俱佳的力作。
张衡虽然在年轻时就已才闻于世，但他却从无骄傲之心，他的性格从
容淡静，不好交接俗人，也不追求名利。大将军邓骘是当时炙手可热的权
势人物，多次召他，他都不去。后来他当了官，显然因为这种性格，使他
很长时间不得升迁。他对此毫不在意，而是孜孜于钻研科学技术。大概是
为了回答好心人的劝慰，他写了《应闲》一文以表明自己的志向。文中说
到，有的人劝他不要去钻研那些难而无用的技术，应该“卑体屈己，美言”
以求多福。他回答说：“君子不患位之不尊，而患德之不崇；不耻禄之不
伙，而耻知之不博。”这二句掷地有声的话，表明了他不慕势利而追求德
智的高尚情操。他认为能不能得到高位是由命运决定的。这种想法现代人
当然会目之为唯心主义。但张衡的落脚点却是在于认为对高位“求之无
益”，智者是不去追求它的。反之，叫他去“卑体屈己”以求升官，他说
这是“贪夫之所为”，自己是羞于为此的。他特别还回答了学技术的问题，
说是你们认为这些技术无用，我却唯恐高明的人不教我。这里充分表达出
张衡作为一个科学家渴求知识、敢于和鄙弃知识的社会愚昧思想作斗争的
崇高精神。
张衡虽然淡于名利，却不是一味清高，不问政治，不讲原则的人。恰
恰相反，他一生中有许多事迹表明了他有他的政治理想和抱负。他更坚持
作为一个科学家的鲜明品格的实事求是原则。
张衡坚持原则。例如，东汉皇朝为了巩固自己的统治，大力提倡所谓
的图谶。谶是一种人们以神学迷信附会儒家经典而泡制成的著作，其中附
有大量所谓预兆吉凶的预言和隐语。这种书往往还附有谜语式的图画，故
又称图谶。光武帝刘秀在夺取政权的过程中就泡制和利用过图谶。因此，
图谶在东汉前期的地位甚至比儒家经典还高。可是张衡在研究了图谶的历
史和现状之后却认为，这些东西是虚妄的，非圣人之法。他证明这些东西
出于西汉末年。可是像王莽篡汉那样的大事却毫无预兆。图谶当时有80
多种，各种之间相互矛盾处极多；与儒家经典或与史实不合的也很多。种
种错谬说明，这些东西是虚伪之徒欺世罔俗的产物。于是他上书朝廷，要
求把这些东西统统收藏起来“一禁绝之”。当然，这道奏章是不可能有下
文的，但却证明了张衡敢于坚持实事求是的原则。
张衡的政治抱负也很简单，就是8 个字：佐国理民，立德立功。而佐
国理民的具体目标和方法则是改革时弊，加强礼制，剔除奸佞，巩固中央。
在张衡的时代正是政治日渐腐败，宦官逐渐在和外戚的斗争中权力越
来越大，而地方豪强也趁中央衰落之际猖獗起来，他们一起对人民的剥削
压榨越加残酷。对这些腐败黑暗现象张衡都有过抗争。他曾向顺帝上书，
讽示近世宦官为祸，要皇帝“惟所以稽古率旧，勿令刑德八柄不由天子”，
要求皇帝“恩从上下，事依礼制”。对选拔人才的方法他也提出建议加以
改革。在河间相任期时他还积极进行了抑制豪强的斗争。当时朝廷腐败，
像张衡那样个人的斗争已无济于事。就在他上书要皇帝警惕宦官为祸不
久，顺帝却又下诏特许受封为列侯的宦官可以收养义子，继承爵位，使宦
官获得了和贵族世家同样的世袭特权！张衡明白了，他的反宦官斗争已没
有意义。所以，后来顺帝问他：当今天下所憎恨的是什么人？这时，在宦
官们环视之下，他已无话可说，只好“诡对而出”。由此，他思想里充满
了矛盾和痛苦。他晚年的诗赋里大量反映了这种情绪。后人把他的《四愁
诗》和伟大诗人屈原的《离骚》相比，这并不是没有理由的。
由于黑暗势力的强大，张衡晚年有消极避世的思想，因而有《归田赋》
之作。这是封建制度下的时代悲剧，不足以减损张衡这位伟大科学家为人
民所建立的丰功伟绩。他在诗中开始指摘“天道之微昧”，表露出对统治
者的失望；他仍然讽刺热中利禄的人，说他们是“贪饵吞钩”。这些都说
明，张衡的是非观念仍然是十分清晰的。
已故的中国科学院院长郭沫若曾为张衡墓碑题词道：
如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。
万祀千龄，令人景仰。
这是当代中国人民的共同心声！
文献
原始文献
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＇2＇（汉）张衡：灵宪，见《后汉书·天文志》刘昭注，中华书局，1965。
＇3＇（汉）张衡：浑仪，见《后汉书·律历志》刘昭注，中华书局，1965。
＇4＇（清）严可均校辑：全上古三代秦汉三国六朝文·全后汉文，卷五十
二至卷五十五，中华书局，1958。
＇5＇（唐）李淳风：晋书·天文志，见（唐）房玄龄等撰《晋书》，中华书
局，1974。
＇6＇（唐）李淳风：隋书·天文志，见（唐）魏徵等撰《隋书》，中华书局，
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＇7＇（唐）瞿昙悉达：开元占经·卷一，中国书店，1989。
＇8＇ （唐）徐坚等：初学记·卷二十五，见《四库全书》第890 册，台
湾商务印书馆影印文渊阁藏本，1986。
＇9＇（汉）张衡：张衡集，见《四库全书》第1412 册，台湾商务印书馆
影印文渊阁藏本，1986。
研究文献
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＇11＇赖家度：张衡，上海人民出版社，1979。
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＇14＇严敦杰：中国古代自然科学的发展及其成就，见《科学史集刊》
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＇15＇严敦杰：中国古代的黄赤道差计算法，见《科学史集刊》第一集，
科学出版社，1958。
＇16＇王振铎：科技考古论丛，文物出版社，1989。
＇17＇刘仙洲：中国机械工程发明史，科学出版社， 1962。
＇18＇陈久金：《浑天仪注》非张衡所作考，社会科学战线，1981，3，
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＇19＇陈美东：《浑天仪注》为张衡所作辩——与陈久金同志商榷，见
《中国天文学史文集》第五集，科学出版社，1989，第196—216 页。
＇20＇薄树人：近年来天文学史界有关张衡的若干争论，中国史研究动
态，1990，3，第1—6 页。
＇21＇陈宇：张衡浑天仪的复制与研究，硕士论文，中国科学技术大学，
1990。
崔■
范楚玉
崔■字子真，一名台，字
