书城传记中国古代科学家故事
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第5章 张衡与地动仪

张衡是我国东汉时期伟大的天文学家、发明家、地理学家,为我国天文学、机械技术、地震学的发展作出了不可磨灭的贡献。联合国天文组织曾将太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。

发现天体是圆的

张衡从小聪明过人,他尤其喜欢天文地理知识,对一些常见的自然现象,十分好奇,观察到的问题,非要问个明白。

一个夏天的晚上,张衡和爷爷奶奶坐在院子里乘凉,望着天空的星星,一个一个数了起来。数着数着,问:“爷爷,我数的时间久了,发现有的星星移动起来了,有的都偏到西边去不见了。这边呢,又有的新星星出现了,它们是在赛跑吗?”

爷爷说:“星星是会移动的,你要看星星,首先要看着北斗星,就是东北天空十分明亮的那七颗星,连在一起就像烫衣服的熨斗,所以叫‘北斗星’。”

小张衡仰望星空,一会惊叫道:“噢!找到了找到了!那么,北斗星移动吗?”

“大约到了后半夜,它就移到地平线上,并且翻了个跟头,倒挂在天空。”

听了爷爷的话,张衡一直睡不着,偷偷起来看,闪烁明亮的北斗星真的倒挂天边,惊奇极了!北斗为什么会翻跟斗呢?带着这个问题,常常一个人关在书房里查资料做研究,,默默观察日月星辰的运转。他想,如果能制造出一种仪器,能够观察天宇和大地,那该多好啊! 张衡把书本中找到的资料和日常观察到的自然现象,进行综合分析研究,根据“浑天说”的理论,开始设计制造仪器了。不久,当时世界上独一无二——“浑天仪”诞生了!这个巨大的铜球就像今天的地球仪,铜球外表刻有28宿和一些恒星的位置,球体内有一根铁轴贯穿球心,轴的两端直对北极和南极。球体的外面装有几道铜圆圈,代表地平圈、子午圈、黄道圈、赤道圈。赤道和黄道上刻有二十四节气。

为了使“浑天仪”能自行转动,他将一个巨大的水壶吊起来,滴出来的水力推动齿轮,齿轮带动空心铜球绕轴旋转。铜球旋转一周的速度和地球自转的速度正好相等。这样,人们坐在屋子里,就能从观察到整个天体的运行,就能知道春夏秋冬二十四节气的交替。

后来,张衡经过刻苦钻研,在“浑天仪”的基础上,又发明了世界上第一架能预报地震的仪器——“地动仪”。 在一个巨大的用铜铸成的圆球四周,有八条金黄色的龙,龙嘴里衔着一个大铜珠,哪个方向发生地震,哪条龙嘴里的衔珠就会自动掉下来,于是,就能很准确地得知地震的发生地在哪,以及地震的深度、热度,这些数据都能测出来。

当时的“谶纬神学”信徒们,攻击张衡的“地动仪”触犯了天神,对张衡恨之入骨。

一次,几个“谶纬神学”的信徒,公开站出来攻击张衡:“你发明的那个‘地动仪’简直就是屠龙之术、雕虫小技,地震是上帝的意志,能让你那个破玩艺测出来?”

张衡毫不留情地斥责那些人:“你们这些虚伪之徒,附和谶纬,图的是个人福禄!”

张衡的话,使得那些人老羞成怒:“你那个‘地动仪’算什么玩艺?简直一堆烂铜废铁!还不如早些当废铜废铁卖了。”

遭到这群“谶纬神学”信徒们的攻击,张衡非但没有放弃他的研究,反而进一步坚定了自己的科研信念。他确信,只要是这些官僚们反对的,就一定对人民有利,他们越是攻击“地动仪”,说明“地动仪”越具有科学性。于是,年过半百的张衡,把整个心身都放在了他的“地动仪”研制上,他要用无可辩驳的事实,让那些攻击他嘲笑他的人无话可说。

“浑天仪”准确报警

公元138年3月1日,这一天,跟往常没什么两样,早晨起来,曦风习习,到了中午,风和日丽,春光明媚。

张衡的兴致很好,中午,特地邀请了两位朋友在家小聚。大家酒兴正浓,忽听“当唧!”一声响,“地动仪”上那条头朝西的金龙嘴里的铜球,落了下来。

“是不是地震了!?”

朋友们心里没底,可张衡心中有了数,一定是天下哪个地方地震了!他连忙跑到门外来观看,没有啊?整个洛阳城异常平静,街上车马行人,仍那样平缓,没有一点地震的惊慌。

啊哈!张衡的“地动仪”失败了!龙嘴里的衔珠掉下来了,却没有地震,这是什么狗屁“地动仪”?趁早把它扔到黄河里算了!啊哈哈哈哈……

朝廷里,那些“谶纬神学”信徒们幸灾乐祸,一起攻击张衡和他的“地动仪”。有人还连忙向皇上奏书,说张衡不务正业,蛊惑民心,要求摘了他的乌纱帽。

张衡却不慌不忙,坚信自己多年的心血不会白费,一边沉着对付那些反对者们的攻击,一边派人打听地震消息。

就在张衡等待报告的第二天下午,忽听门卫官们一道一道向内厅大声传报:“传——!西戌报子到!——”

“传——,西戍报子到!——”

“传——,西戍报子到!——”

……

很快,消息传到内厅,张衡马上叫传报子进来。

那报子迫不及待地向张衡跪报:“张大人,昨天午时30分,甘肃临洮地区发生了大地震!伤亡惨重!求朝廷赶快救人哪!”

张衡一听,脸色大变,立即起奏皇上,向灾区派人派粮,展开抗震救灾。

在铁的事实面前,那些反张衡反对“地动仪”的人,哑口无言,无话可说。

经过后人们一次又一次的革新,到1800年,张衡的“地动仪”能测出千里之外的地震情况,这在当时是多么了不起的科学成就呀!后又经过隋朝、唐朝的不断改进,“地动仪”传到了波斯、日本。它是世界上最早的地震科学仪,

张衡坚持自己科学信念,百折不挠的治学态度,几十年如一日,最终成为世界杰出的科学家,他点亮中华民族的精神之光,将永照千秋!