张衡(78年—139年) , 字平子 。汉族 , 南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人 , 南阳五圣之一 , 与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四大家 。中国东汉时期伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家 , 在东汉历任郎中、太史令、侍中、河间相等职 。晚年因病入朝任尚书 , 于永和四年(139年)逝世 , 享年六十二岁 。北宋时被追封为西鄂伯 。
文章插图
张衡的主要发明
1、地动仪
公元132年(阳嘉元年) , 张衡在太史令任上发明了最早的地动仪 , 称为候风地动仪 。据《后汉书·张衡传》记载:地动仪用精铜铸成 , 圆径八尺 , 顶盖突起 , 形如酒樽 , 用篆文山龟鸟兽的形象装饰 。中有大柱 , 傍行八道 , 安关闭发动之机 。它有八个方位 , 每个方位上均有一条口含铜珠的龙 , 在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应 。任何一方如有地震发生 , 该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中 , 由此便可测出发生地震的方向 。经过试验 , 与所设制 , 符合如神 , 自从有书籍记载以来 , 是没有过的 。曾经一龙机发 , 地不觉动 , 雒阳的学者都责怪不足信 , 几天之后 , 送信人来了 , 果然在陇西地发生地震 , 众人于是都服其神妙 。自此之后 , 朝廷就令史官记载地动发生的地方 。
【张衡发明了哪三个东西 张衡发明了什么东西】关于地动仪的结构 , 流行的有两个版本:王振铎模型 , 即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体 , 控制龙口的机关在“都柱”周围 。这一种模型已被基本否定 。另一种模型由地震局冯锐提出 , 即“都柱”是悬垂摆(见袁宏《后汉纪》) , 摆下方有一个小球 , 球位于“米”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”) , 地震时 , “都柱”拨动小球 , 小球击发控制龙口的机关 , 使龙口张开 。另外 , 冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚 。该模型经模拟测试 , 结果与历史记载吻合 。
世界上地震频繁 , 但真正能用仪器来观测地震 , 在国外 , 是19世纪以后的事 。候风地动仪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 。
2、浑天仪
漏水转浑天仪是一种水运浑象 。用一个直径四尺多的铜球 , 球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等 , 成一浑象 , 再用一套转动机械 , 把浑象和漏壶结合起来 。以漏壶流水控制浑象 , 使它与天球同步转动 , 以显示星空的周日视运动 , 如恒星的出没和中天等 。它还有一个附属机构即瑞轮冥菜 , 是一种机械日历 , 由传动装置和浑象相连 , 从每月初一起 , 每天生一叶片;月半后每天落一叶片 。它所用的两级漏壶是现今所知最早的关于两级漏壶的记载 。
张衡在创作了浑天仪之后曾写过一篇文章 。此文全文已佚 。只是在梁代刘昭注《后汉书·律历志》时作了大段引述而使之传世 。刘昭注中把这段文字标题为《张衡浑仪》 。称之为“浑仪”可能是刘昭所作的一种简化 。在古代 , 仪器的定名并不严格 。虽然后世将“浑仪”一词规范为专指观测仪器 , 但在隋、唐以前 , “浑仪”也可用于表演仪器 。
3、瑞轮荚
瑞轮荚是张衡别出心裁创造的自动日历 , 它模仿神话中奇树蓂荚的特征 , 靠流水作用 , 从每月初一开始 , 一天出现一片叶子 , 到满月出齐15片 , 然后每天再收起一片 , 到月末为止 , 循环开合 。这个神话曲折地反映了尧帝时天文历法的进步 。张衡的机械装置就是在这个神话的启发下发明的 。听谓“随月盈虚 , 依历开落” , 其作用就相当于现今钟表中的日期显示 。
4、指南车
张衡制造的指南车利用机械原理和齿轮的传动作用 , 由一辆双轮独辕车组成 。车箱内用一种能自动离合的齿轮系统 , 车箱外壳上层置一木刻仙人 , 无论车子朝哪个方向转动 , 木人伸出的臂都指向南方 。
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