古代科學(xué)家張衡發(fā)明了什么
張衡是我國(guó)東漢時(shí)期偉大的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、地理學(xué)家、制圖學(xué)家、文學(xué)家、學(xué)者,在漢朝官至尚書(shū),為我國(guó)天文學(xué)、機(jī)械技術(shù)、地震學(xué)的發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。一起來(lái)看看張衡發(fā)明了什么,歡迎閱讀!
張衡制造地動(dòng)儀
漢章帝在位的時(shí)期,東漢的政治比較穩(wěn)定。到漢章帝一死,繼承皇位的漢和帝才十歲,竇太后臨朝執(zhí)政,讓他的哥哥竇憲掌握了朝政大權(quán),東漢王朝就開(kāi)始走下坡路了。
在這個(gè)時(shí)期,出了一位著名的科學(xué)家張衡。
張衡是南陽(yáng)人。十七歲那年,他離開(kāi)家鄉(xiāng),先后到了長(zhǎng)安和洛陽(yáng),在太學(xué)里用功讀書(shū)。當(dāng)時(shí)洛陽(yáng)和長(zhǎng)安都是很繁華的城市,城里的王公貴族過(guò)的是驕奢淫逸的生活。張衡對(duì)這些都看不慣。他寫(xiě)了兩篇文學(xué)作品《西京賦》和《東京賦》(西京就是長(zhǎng)安,東京就是洛陽(yáng)),諷刺這種現(xiàn)象。據(jù)說(shuō)他為了寫(xiě)這兩篇作品,經(jīng)過(guò)深思熟慮,反復(fù)修改,前后一共花了十年工夫,可見(jiàn)他研究學(xué)問(wèn)的精神是很認(rèn)真嚴(yán)肅的。
但是張衡的特長(zhǎng)還不是文學(xué),他特別愛(ài)好數(shù)學(xué)和天文研究。朝廷聽(tīng)說(shuō)張衡是個(gè)有學(xué)問(wèn)的人,召他到京里做官,先是在宮里做郎中,后來(lái),擔(dān)任了太史令,叫他負(fù)責(zé)觀察天文。這個(gè)工作正好符合他研究的興趣。
經(jīng)過(guò)他的觀察研究,他斷定地球是圓的,月亮是借太陽(yáng)的照射才反射出光來(lái)。他還認(rèn)為天好像雞蛋殼,包在地的外面;地好像雞蛋黃,在天的中間。這種學(xué)說(shuō)雖然不完全精確,但在一千八百多年以前,能說(shuō)出這種科學(xué)的見(jiàn)解來(lái),不能不使后來(lái)的天文學(xué)家欽佩。
不光是這樣,張衡還用銅制造了一種測(cè)量天文的儀器,叫做“渾天儀”。上面刻著日月星辰等天文的現(xiàn)象。他設(shè)法利用水力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)這種儀器。據(jù)說(shuō)什么星從東方升起來(lái),什么星向西方落下去,都能在渾天儀上看得清清楚楚。
那個(gè)時(shí)期,經(jīng)常發(fā)生地震。有時(shí)候一年一次,也有一年兩次。發(fā)生了一次大地震,就影響到好幾十個(gè)郡,城墻、房屋發(fā)生倒坍,還死傷了許多人畜。
當(dāng)時(shí)的封建帝王和一般人都把地震看作是不吉利的征兆,有的還趁機(jī)宣傳迷信、欺騙人民。
但是,張衡卻不信神,不信邪,他對(duì)記錄下來(lái)的地震現(xiàn)象經(jīng)過(guò)細(xì)心的考察和試驗(yàn),發(fā)明了一個(gè)測(cè)報(bào)地震的儀器,叫做“地動(dòng)儀”。
地動(dòng)儀是用青銅制造的,形狀有點(diǎn)像一個(gè)酒壇,四圍刻鑄著八條龍,龍頭向八個(gè)方向伸著。每條龍的嘴里含了一顆小銅球:龍頭下面,蹲了一個(gè)銅制的蛤蟆,對(duì)準(zhǔn)龍嘴張著嘴。哪個(gè)方向發(fā)生了地震,朝著那個(gè)方向的龍嘴就會(huì)自動(dòng)張開(kāi)來(lái),把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴里,發(fā)出響亮的聲音,就給人發(fā)出地震的警報(bào)。
公元138年2月的一天,張衡的地動(dòng)儀正對(duì)西方的龍嘴突然張開(kāi)來(lái),吐出了銅球。按照張衡的設(shè)計(jì),這就是報(bào)告西部發(fā)生了地震。
可是,那一天洛陽(yáng)一點(diǎn)也沒(méi)有地震的跡象,也沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)附近有哪兒發(fā)生了地震。因此,大伙兒議論紛紛,都說(shuō)張衡的地動(dòng)儀是騙人的玩意兒,甚至有人說(shuō)他有意造謠生事。
過(guò)了幾天,有人騎著快馬來(lái)向朝廷報(bào)告,離洛陽(yáng)一千多里的金城、隴西一帶發(fā)生了大地震,連山都有崩塌下來(lái)的。大伙兒這才信服。
可是在那個(gè)時(shí)候,朝廷掌權(quán)的全是宦官或是外戚,像張衡這樣有才能的人不但不被重用,反而被打擊排擠。張衡做侍中的時(shí)候,因?yàn)榕c皇帝接近,宦官怕張衡在皇帝面前揭他們的短,就在皇帝面前講張衡很多壞話。他被調(diào)出了京城,到河間去當(dāng)國(guó)相。
張衡在他六十一歲那年病死。他在我國(guó)科學(xué)史上留下了光輝的業(yè)績(jī)。
張衡其他方面的成就
張衡曾被唐代人看作是東漢時(shí)代的大畫(huà)家。張彥遠(yuǎn)的《歷代名畫(huà)記》卷三記有:“張衡作《地形圖》,至唐猶存。”這幅《地形圖》中是否還有地理科學(xué)上的意義,現(xiàn)已無(wú)可考了。當(dāng)時(shí)還流傳有他用腳畫(huà)一只神獸的故事。故事雖然神化了,但也反映出張衡有很高的畫(huà)技。
他當(dāng)過(guò)太史令,因而對(duì)史學(xué)也有許多研究。他曾對(duì)《史記》、《漢書(shū)》提出過(guò)批評(píng),并上書(shū)朝廷,請(qǐng)求修訂。他又對(duì)東漢皇朝的歷史檔案作過(guò)研究,曾上表請(qǐng)求專(zhuān)門(mén)從事檔案整理工作,補(bǔ)綴漢皇朝的史書(shū)。這些上書(shū)均無(wú)下文。
他還研究文字訓(xùn)詁的學(xué)問(wèn),著有《周官訓(xùn)詁》一書(shū)。當(dāng)時(shí)崔瑗評(píng)價(jià)說(shuō):廣大學(xué)者都對(duì)它提不出異議來(lái)。
他又是個(gè)大文學(xué)家,他的《二京賦》曾花了10年的創(chuàng)作功夫,可見(jiàn)其創(chuàng)作態(tài)度的嚴(yán)肅。這篇賦不但文辭優(yōu)美,膾炙人口,而且其中諷刺批評(píng)了當(dāng)時(shí)統(tǒng)治集團(tuán)的奢侈生活,其思想性也是比較高的。他在河間相任期時(shí)創(chuàng)作的《四愁詩(shī)》受到文學(xué)史家鄭振鐸先生的高度評(píng)價(jià),稱(chēng)之為“不易得見(jiàn)的杰作”。他的《思玄賦》中有大段文字描述自己升上了天空,遨游于眾星之間,可說(shuō)是一篇優(yōu)雅的科學(xué)幻想詩(shī)。除了上述諸文外,遺留至今的還有《溫泉賦》、《歸田賦》等20多篇,都是辭、義俱佳的力作。
張衡雖然在年輕時(shí)就已才聞?dòng)谑溃麉s從無(wú)驕傲之心,他的性格從容淡靜,不好交接俗人,也不追求名利。大鄧騭是當(dāng)時(shí)炙手可熱的權(quán)勢(shì)人物,多次召他,他都不去。后來(lái)他當(dāng)了官,顯然因?yàn)檫@種性格,使他很長(zhǎng)時(shí)間不得升遷。他對(duì)此毫不在意,而是孜孜于鉆研科學(xué)技術(shù)。大概是為了回答好心人的勸慰,他寫(xiě)了《應(yīng)閑》一文以表明自己的志向。文中說(shuō)到,有的人勸他不要去鉆研那些難而無(wú)用的技術(shù),應(yīng)該“卑體屈己,美言”以求多福。他回答說(shuō):“君子不患位之不尊,而患德之不崇;不恥祿之不厚,而恥知之不博。”這二句擲地有聲的話,表明了他不慕勢(shì)利而追求德智的高尚情操。他認(rèn)為能不能得到高位是由命運(yùn)決定的。這種想法現(xiàn)代人當(dāng)然會(huì)目之為唯心主義。但張衡的落腳點(diǎn)卻是在于認(rèn)為對(duì)高位“求之無(wú)益”,智者是不去追求它的。反之,叫他去“卑體屈己”以求升官,他說(shuō)這是“貪夫之所為”,自己是羞于為此的。他特別還回答了學(xué)技術(shù)的問(wèn)題,說(shuō)是你們認(rèn)為這些技術(shù)無(wú)用,我卻唯恐高明的人不教我。這里充分表達(dá)出張衡作為一個(gè)科學(xué)家渴求知識(shí)、敢于和鄙棄知識(shí)的社會(huì)愚昧思想作斗爭(zhēng)的崇高精神。
張衡雖然淡于名利,卻不是一味清高,不問(wèn)政治,不講原則的人。恰恰相反,他一生中有許多事跡表明了他有他的政治理想和抱負(fù)。他更堅(jiān)持作為一個(gè)科學(xué)家的鮮明品格的實(shí)事求是原則。
張衡的政治抱負(fù)也很簡(jiǎn)單,就是8個(gè)字:佐國(guó)理民,立德立功。而佐國(guó)理民的具體目標(biāo)和方法則是改革時(shí)弊,加強(qiáng)禮制,剔除奸佞,鞏固中央。
在張衡的時(shí)代正是政治日漸腐敗,宦官逐漸在和外戚的斗爭(zhēng)中權(quán)力越來(lái)越大,而地方豪強(qiáng)也趁中央衰落之際猖獗起來(lái),他們一起對(duì)人民的剝削壓榨越加殘酷。對(duì)這些腐敗黑暗現(xiàn)象張衡都有過(guò)抗?fàn)帯K蝽樀凵蠒?shū),諷示近世宦官為禍,要皇帝“惟所以稽古率舊,勿令刑德八柄不由天子”,要求皇帝“恩從上下,事依禮制”。對(duì)選拔人才的方法他也提出建議加以改革。在河間相任期時(shí)他還積極進(jìn)行了抑制豪強(qiáng)的斗爭(zhēng)。當(dāng)時(shí)朝廷腐敗,像張衡那樣個(gè)人的斗爭(zhēng)已無(wú)濟(jì)于事。就在他上書(shū)要皇帝警惕宦官為禍不久,順帝卻又下詔特許受封為列侯的宦官可以收養(yǎng)義子,繼承爵位,使宦官獲得了和貴族世家同樣的世襲特權(quán)!張衡明白了,他的反宦官斗爭(zhēng)已沒(méi)有意義。所以,后來(lái)順帝問(wèn)他:當(dāng)今天下所憎恨的是什么人?這時(shí),在宦官們環(huán)視之下,他已無(wú)話可說(shuō),只好“詭對(duì)而出”。由此,他思想里充滿了矛盾和痛苦。他晚年的詩(shī)賦里大量反映了這種情緒。后人把他的《四愁詩(shī)》和偉大詩(shī)人屈原的《離騷》相比,這并不是沒(méi)有理由的。
由于黑暗勢(shì)力的強(qiáng)大,張衡晚年有消極避世的思想,因而有《歸田賦》之作。這是封建制度下的時(shí)代悲劇,不足以減損張衡這位偉大科學(xué)家為人民所建立的豐功偉績(jī)。他在詩(shī)中開(kāi)始指摘“天道之微昧”,表露出對(duì)統(tǒng)治者的失望;他仍然諷刺熱衷利祿的人,說(shuō)他們是“貪餌吞鉤”。這些都說(shuō)明,張衡的是非觀念仍然是十分清晰的。
已故的中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)郭沫若曾為張衡墓碑題詞道:“如此全面發(fā)展之人物,在世界史中亦所罕見(jiàn)。萬(wàn)祀千齡,令人景仰。”這是當(dāng)代中國(guó)人民的共同心聲!