张衡(公元78~139年),字平子,南阳郡西鄂县(今河南南阳)人,是东汉着名的天文学家。他最主要的成就是着《灵宪》,制浑天仪,造地动仪,在历法方面也有研究。此外,他还是一位机械技术大师,才情高远的大文学家和画家,对后世文化的发展有深远的影响。
张衡对我国天文学发展的杰出贡献在于他创制了浑天仪。张衡设计制作浑天仪,是为了辅以其天文学说——浑天说。
张衡创制的“浑天仪”是用来演示天体运行的“浑象”,由支架和一个表面遍布星座、直径四尺多的中空铜球组成,类似近代的天球仪,球上刻有二十八宿和中外星官。
张衡在地震学领域也很有建树,他的代表作就是震古烁今的候风地动仪的发明。候风地动仪,又称地动仪,制成于阳嘉元年(公元132年),是世界上第一台观测和报告地震的仪器。地动仪是用精铜铸成,像一个卵形的酒樽,直径有8尺。仪体外铸有“山龟鸟兽”,象征地上的山峦和天上的青龙、白虎、朱雀、玄武等二十八宿。体外八方刻有八卦篆文,表示八方之气。体外附有八条龙,龙首各朝八方,象征阳;八只蟾蜍抬首张口居龙首之下,象征阴。由此构成了阴阳、上下、动静的辩证关系。仪体内有一根高且细的铜柱,称为“都柱”。都柱在仪体内居于顶天立地的位置,是按古代天柱之说设计的。都柱旁有八组滑道,滑道通过杠杆连接龙头,龙头嘴内含有铜球。地震时,倾斜的都柱倒向地震方向的滑道,倒到尽头推动杠杆,通过杠杆作用引发一个像擎机一样的牙机,龙首打开,铜球落入下面的蟾蜍口中,发出“当”的一声响。司仪之人根据落球的方位,便可报告地震发生的方向。
这台仪器构思巧妙,制作精密,据史书记载“验之以事,合契若神”。不仅可以测出近距离的、人们可以感觉得到的地震,还可测出发生在数千里之外的地震!