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第13部分

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


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


'1'(刘宋)范晔等:后汉书·张衡传,中华书局,1965。

'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,
1973。

'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

'10'孙文青:张衡年谱,上海商务印书馆,1935。
'11'赖家度:张衡,上海人民出版社,1979。
'12'钱宝琮:盖天说源流考,见《科学史集刊》第一集,科学出版社,

1958。

'13'刘仙洲:中国在计时器方面的发明,天文学报,4(1956),2,第
219—232 页。
'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

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