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生平

張衡出身于南陽大族，祖父張堪是蜀郡太守。他少年時(shí)曾到雒陽太學(xué)讀書，通曉五經(jīng) ，好學(xué)不倦，不分日夜。張衡為人謙虛，意志堅(jiān)定 ，淡泊名利。曾受舉薦“孝廉”，被大將軍外戚鄧騭征召，但張衡都不接受 。94年，游覽（長安）名勝，三輔，渭南平原、華山和終南山。95年，游秦始皇陵，在驪山腳下寫下了不朽名篇《溫泉賦》，同年在都城洛陽最高學(xué)府太學(xué)學(xué)習(xí)，通《五經(jīng)》貫《六藝》，很有名氣。100年，22歲的張衡出任南陽郡太守鮑德的主簿，8年后辭官讀書。鮑德升職為大司農(nóng)后，熱心推薦張衡 ；111年，張衡被漢安帝所召，出任尚書臺(tái)郎中，3年后遷任尚書侍郎；115年，37歲的張衡開始出任太史令，117年，他制作了渾天儀，121年調(diào)職公車司馬令，126年復(fù)任太史令。任職太史令期間，他制作了地動(dòng)儀 。張衡掌領(lǐng)太史令先后達(dá)14年之久 ，這個(gè)職位相當(dāng)于現(xiàn)在中國科學(xué)院國家天文臺(tái)的臺(tái)長 。張衡長期掌管歷史記載和歷法，沒有升官，被同僚所笑。他寫下《答難》來表明心志，不慕官位 。他又曾上疏痛陳事弊，提出必須禁止大臣奢侈和僭越的主張 。133年雒陽大地震，張衡借此上諫，批評(píng)宦官越權(quán)，主張大權(quán)歸還天子 。同年張衡遷任侍中。因受當(dāng)權(quán)宦官排斥，136年外調(diào)河間相。在河間政績良好，138年他升遷尚書，次年過世，享年61歲 。他的傳世著作有文集11卷，《靈憲》、《渾天儀》、《玄圖》各一卷 及數(shù)學(xué)著作《算罔論》 。

天文學(xué)

  清代天球儀（又名渾天儀、渾象），用以表現(xiàn)恒星和星座位置，并能演示天體的周日運(yùn)動(dòng)。東漢張衡、三國王蕃、劉宋錢樂之都曾造過這種儀器。

張衡主張渾天說，認(rèn)為天是球狀的，像個(gè)雞蛋，天相當(dāng)于蛋殼，大地像蛋黃，天把大地包在當(dāng)中，大地是平面的，周圍是水，大地浮在水上 。他改進(jìn)西漢耿壽昌的設(shè)計(jì)，制造了渾天儀 ，并著有《渾天儀》一卷加以解說 。渾天儀一具安裝在室內(nèi)，一具安裝在觀測(cè)臺(tái)“靈臺(tái)”之上 。渾天儀以銅鑄造，是空心球體，直徑約五尺，上畫二十八宿、中外星官及黃道、赤道；天球半露在地平圈上，半隱在地平圈下，天軸則支架在子午圈上，天球可繞天軸自行轉(zhuǎn)動(dòng) ，與實(shí)際天球運(yùn)動(dòng)相一致，可預(yù)報(bào)天體運(yùn)動(dòng)情況 ；其外安裝了地平環(huán)、赤道環(huán)和子午環(huán)，內(nèi)部設(shè)置四游環(huán)。有學(xué)者認(rèn)為，張衡的渾天儀上面裝置了可以眺望天體位置的望筒，兼具演示和觀測(cè)效用 ；也有學(xué)者認(rèn)為，此渾天儀沒有望筒，只有演示作用，性質(zhì)上是天球儀 。渾天儀每日均勻地繞中軸旋轉(zhuǎn)一周，以滴水為原動(dòng)力 ，與漏刻相連，水不斷定量而緩緩地流入刻漏的水斗中。水斗原是靜止不動(dòng)的，當(dāng)注水達(dá)到某個(gè)分量時(shí)，其重量就勝過渾天儀和齒輪的阻力，凸耳使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，然后抵住下一齒而再次靜止下來，通過齒輪傳動(dòng)而使渾天儀緩慢地旋轉(zhuǎn) 。張衡所造渾天儀是個(gè)原型、早期的時(shí)鐘，在五胡亂華中毀壞；在西方，類似能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的渾象在16世紀(jì)出現(xiàn) 。

張衡在東方最早正確說明月蝕，指出月蝕是由于地球的影子“暗虛”遮掩了月亮而引起的，并測(cè)得日、月的視直徑約為 365.25 730 {\displaystyle {\frac {365.25}{730}}} 度，約等于0.5度，與現(xiàn)今測(cè)值相近 。張衡繪制了星圖，記錄星官124個(gè)，星星有2500顆，其中320顆有名字 ，指出歷法制定必須根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，曾在123年參與歷法辯論，反對(duì)依據(jù)圖讖而制定的“甲寅歷” ，根據(jù)月亮運(yùn)行有遲疾的規(guī)律，以“九道法”為基礎(chǔ)提出新歷，但沒有被朝廷采納 。他提出五星視運(yùn)動(dòng)的理論，認(rèn)為就同一行星而言，其運(yùn)行軌道與地面時(shí)而接近，時(shí)而遠(yuǎn)離，“近天則遲，遠(yuǎn)天則速”，解釋五星運(yùn)行的或快或慢 ；運(yùn)動(dòng)緩慢的外行星火星、木星、土星，張衡歸類為陽，運(yùn)動(dòng)較快的內(nèi)行星水星和金星，歸類為陰 。張衡沒有認(rèn)識(shí)到北極高度會(huì)隨地點(diǎn)而變化，定出北極高度是36度 ，他也沒有認(rèn)識(shí)歲差，因冬至點(diǎn)難以觀測(cè)，只從西漢末年所測(cè)的舊數(shù)值換算，定出冬至點(diǎn)以黃道度量為入斗宿20度，較當(dāng)時(shí)實(shí)際情況偏東超過3度；他并根據(jù)觀測(cè)，定出冬至黃道最遠(yuǎn)時(shí)去極115度，夏至黃道去極67度，因受儀器所限，數(shù)據(jù)稍欠精確 。

宇宙論

張衡雖然反對(duì)圖讖，但他的宇宙論卻受當(dāng)時(shí)流行的讖緯影響 。他撰有天文學(xué)著作《靈憲》，敘述宇宙生成論，觀點(diǎn)接近西漢《淮南子·天文訓(xùn)》。他提出宇宙形成的三個(gè)階段，首先是“溟滓”，是氣的原始狀態(tài)，什么都沒有，是“無”的階段，道的根本；第二是“龐鴻”，是元?dú)忾_始發(fā)動(dòng)、連結(jié)在一起、混沌不分的狀態(tài)；第三是“太元”，元?dú)夥只?，有剛?cè)崆鍧嶂?，天地各自形成，陰陽四時(shí)變化而生萬物 。天圓地平，天是一個(gè)中空的球體，地是半球體，上平下圓，處于天體下半部 。八極約長二億三萬二千三百里，南北少一千里，東西多一千里，天地距離和地的厚度，都等于八極的一半 。他指出宇宙是無窮無極的 ，肯定時(shí)間與空間的無限性，提出以“氣”為基本的自然觀，人是元?dú)獾木酆希缢Y(jié)為冰，人死是元?dú)庀?，如冰塊融化為水，復(fù)歸于元?dú)?，與自然成為一體 。

數(shù)學(xué)

130年前后，張衡完成推算圓周率。根據(jù)三國時(shí)劉徽《九章算術(shù)注》，張衡認(rèn)為立方體及其內(nèi)接球體積之比，是8:5，由此推論圓周率是10的平方根3.1622 。南北朝祖暅《渾天論》則提到張衡提出的另一個(gè)數(shù)字： 736 232 = 3.1724 {\displaystyle {\frac {736}{232}}=3.1724} ；有學(xué)者認(rèn)為今本文獻(xiàn)有衍文，張衡的數(shù)字其實(shí)是較準(zhǔn)確的 730 232 = 3.1466 {\displaystyle {\frac {730}{232}}=3.1466} ，此說未被廣泛接受。張衡的圓周率數(shù)字其實(shí)頗為粗疏，受劉徽嚴(yán)詞批評(píng)，西漢末年劉歆指出圓周率為3.1547，已比張衡更準(zhǔn)確；但張衡的計(jì)算并非倚靠實(shí)測(cè)，而是從理論出發(fā)，從立圓術(shù)公式推求圓周率，仍有開創(chuàng)性的貢獻(xiàn) 。張衡也曾研究球體體積，但沒有重大改進(jìn) 。

地理學(xué)

  地震學(xué)家 約翰·米爾恩 （ 英語 ： John Milne ） 構(gòu)想的候風(fēng)地動(dòng)儀外形

 候風(fēng)地動(dòng)儀的其中一款模型

132年，張衡發(fā)明和制造了世上第一部驗(yàn)震器“候風(fēng)地動(dòng)儀”，形狀像圓形的酒甕，斷面直徑八尺，其內(nèi)中央置有一根很重的柱子，稱“都柱”，可以向八個(gè)方向傾側(cè)或傾擺；酒甕外部的八個(gè)方向各有一個(gè)龍頭，龍頭下各有一只蟾蜍，張口對(duì)著龍頭，八條龍各口含銅丸一顆，當(dāng)都柱向某一方傾側(cè)時(shí)，該方向的龍口張開，銅丸落下，掉入蟾蜍口中。地震發(fā)生時(shí)，只有震源方向上的龍頭張口，據(jù)此可知地震的方向。范曄《后漢書》記載，地動(dòng)儀放在雒陽，134年12月13日 ，隴西發(fā)生地震，當(dāng)時(shí)雒陽并無震動(dòng)，但一個(gè)龍口掉出銅丸，其后才傳來隴西地震的消息，證實(shí)其探測(cè)地震方向的功效 。而候風(fēng)地動(dòng)儀所謂的“候風(fēng)”，是指測(cè)定風(fēng)的變化，地震相信是因?yàn)殛庩杻蓺庀嗖纬?，氣的變化?huì)產(chǎn)生風(fēng)；哪個(gè)地方有地震，哪個(gè)方向就有氣的變化，就有風(fēng)來可以測(cè)到 。候風(fēng)地動(dòng)儀流傳到隋代，北朝信都芳、隋代臨孝恭都研究過，到唐代失傳 。

地動(dòng)儀利用物體的慣性來測(cè)震，其構(gòu)造學(xué)者有兩種看法，其一認(rèn)為，都柱是個(gè)掛起的懸擺，又重又粗，都柱下有一小銅球，組成觸發(fā)機(jī)制，在地震波水平運(yùn)動(dòng)中，都柱移位，小銅球脫落，撞擊機(jī)關(guān) ，又或都柱帶動(dòng)八條向八個(gè)方位伸出去的臂，連接扛桿，當(dāng)懸擺向某一方向擺動(dòng)時(shí)，龍口就會(huì)張開 。另一種觀點(diǎn)是，都柱是一種倒立的震擺，附有重錘，安裝在底座上，周圍有八組機(jī)械裝置，一旦地震，重錘傾側(cè)，都柱失去平衡，觸道機(jī)械裝置，使相應(yīng)的龍口張開 ?，F(xiàn)代中、日學(xué)者都嘗試復(fù)原地動(dòng)儀 ，日本學(xué)者曾以直立震擺式的地動(dòng)儀模型做實(shí)驗(yàn)，證明地震初震很強(qiáng)的話，銅丸會(huì)因初到的縱波而落下，確定地震的方向 ；但其他地震學(xué)者卻指出，直立震擺的傾倒方向有隨機(jī)性，對(duì)震動(dòng)反應(yīng)遲鈍，沒有驗(yàn)震作用，直立震擺底部所用的彈簧，也不可能是漢代技術(shù)水平的產(chǎn)物，而懸擺式的地動(dòng)儀模型，在2000年代則通過中國地震學(xué)者用振動(dòng)臺(tái)模擬地震狀態(tài)的試驗(yàn)，得到中國學(xué)術(shù)界的認(rèn)可 。張衡地動(dòng)儀比直至19世紀(jì)前期西方的水銀地震儀更先進(jìn) ，但亦有個(gè)別學(xué)者質(zhì)疑《后漢書》中有關(guān)地動(dòng)儀的記載，指出從現(xiàn)代地震學(xué)的觀點(diǎn)看，若單獨(dú)一個(gè)儀器，僅在一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，難以測(cè)定震源 。

116年，張衡繪制和呈獻(xiàn)地圖“地形圖”，流傳到唐代；李約瑟推測(cè)張衡曾運(yùn)用計(jì)里畫方的網(wǎng)格繪圖，但此說受其他學(xué)者質(zhì)疑 。

其他發(fā)明

 指南車模型

更多資料：指南車和瑞輪蓂莢

渾天儀和候風(fēng)地動(dòng)儀以外，張衡發(fā)明了指南車、“自飛木雕”和機(jī)械日歷，并改良了漏刻的構(gòu)造。指南車是雙輪馬車，內(nèi)置齒輪裝置，即使行駛時(shí)多次轉(zhuǎn)向，車上人像亦永遠(yuǎn)指向正南；張衡所造指南車在漢末戰(zhàn)亂中被毀。自飛木雕是一只木鳥，有羽翼，腹內(nèi)有機(jī)械，能飛起，張衡〈應(yīng)間〉曾提到這只能飛的木雕：“木雕猶能獨(dú)飛”。李約瑟推測(cè)自飛木雕以彈簧為動(dòng)力，推動(dòng)直升陀螺的螺旋槳 。張衡在漏刻使用虹吸管（稱為“玉虬”），代替壺底的漏咀，并在貯水壺和受水壺之間加入一個(gè)補(bǔ)償壺，使計(jì)時(shí)更準(zhǔn)確；受水壺蓋上鑄有個(gè)小塑像，左手持著可以上下浮動(dòng)的垂直指示桿（“漏箭”），右手則指向指示桿上的刻度 。機(jī)械日歷“瑞輪蓂莢”像渾天儀一樣，都是水力推動(dòng)的，能顯示月相和朔望月的天數(shù) 。有學(xué)者認(rèn)為張衡也制造了風(fēng)向儀，古書上“候風(fēng)地動(dòng)儀”其實(shí)是指風(fēng)向儀和地動(dòng)儀兩種儀器，這種風(fēng)向儀是鳥狀的，能隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng) 。

思想

政治上，張衡堅(jiān)持批判現(xiàn)實(shí)，對(duì)宮廷政治的污濁奸詐深感憂憤 ，反對(duì)王侯貴族的奢侈生活 。他受道家思想影響，傾向老、莊，主張無為，有人生無常、遁隱厭世的思想，企圖超越世俗生活，其宇宙論也體現(xiàn)道家觀念，晩期作品〈思玄賦〉道家傾向更強(qiáng)。他繼承了西漢儒家董仲舒的災(zāi)異、天人感應(yīng)之說，認(rèn)為星象變異和地震等災(zāi)異，是上天對(duì)世人和朝廷的譴告，促使他制造更精密的儀器去認(rèn)識(shí)宇宙和偵測(cè)地震，以察知天意；但他反對(duì)讖緯預(yù)言，曾上〈請(qǐng)禁絕圖讖疏〉 ，指出圖讖弄虛作假，為迎合當(dāng)權(quán)者而偽造。他推崇西漢揚(yáng)雄的《太玄》 ，認(rèn)為“玄”是宇宙的根本原理，《太玄》一書深?yuàn)W而難以理解。他相信天上有許多神、星神、四方神、天皇等等，不但天上有神，山林原野都有神靈，天體的組織，則與地上朝廷政府的組織相對(duì)應(yīng) ，月亮上有蟾蜍，由嫦娥所變 ，星星會(huì)影響人的命運(yùn) 。張衡熟悉“風(fēng)角”之術(shù)，認(rèn)為可透過觀風(fēng)而知禍福 ，相信占卜，宇宙間有某種神秘力量，絕非所有事物都可用理性解釋 。

文學(xué)

  明刊本《文選》〈東京賦〉書影

張衡是辭賦名家，將漢賦推向高峰，由歌功頌德的辭賦發(fā)展為抒情小賦 ，現(xiàn)存大致完整的作品有〈溫泉賦〉、〈南都賦〉、〈二京賦〉、〈思玄賦〉、〈歸田賦〉、〈髑髏賦〉、〈天象賦〉、〈應(yīng)間〉、〈七辯〉九篇?！礈厝x〉描寫長安附近驪山著名的溫泉，屬早期作品；〈二京賦〉長達(dá)7700字 ，是模仿班固〈兩都賦〉的大賦，辭藻典雅瑰麗，夸張鋪陳，堪稱不朽佳作 ?！促x〉假借憑虛公子之口，描寫長安地理形勢(shì)、漢高祖的定都、西都的豪華、宮殿的宏偉、城廓的寬大、市場(chǎng)的繁榮、商賈的欺詐、游俠的作風(fēng)、園林中的游獵，〈東京賦〉則假借安處先生之口追溯歷史，從周、秦、兩漢各代帝王，贊頌漢高祖、漢文帝、漢武帝等，描寫雒陽形勝和漢室儀軌；二賦也描述宗教活動(dòng)和民間風(fēng)俗 ，如持守色戒的西域僧人 、雜技歌舞等“百戲”表演、驅(qū)邪的大儺儀式，有其史料價(jià)值，可補(bǔ)正史的不足；〈賦〉即為南北朝《三輔黃圖》和北宋宋敏求《長安志》多次引用，以說明長安面貌 ?！炊┵x〉引用不少五經(jīng)句子，文句為何晏〈景福殿賦〉、左思〈蜀都賦〉等后世辭賦襲用 ，并有東吳薛綜等人的注釋 ?！茨隙假x〉則盛贊當(dāng)時(shí)被朝廷忽略的南陽城 ，但形式較呆板笨拙，語言則較艱深晦澀 。

張衡〈思玄賦〉是抒情表志的作品，發(fā)表自己的理想，模仿楚辭〈遠(yuǎn)游〉和班固的〈幽通賦〉，重復(fù)屈原在〈遠(yuǎn)游〉中的尋求，先去東、南、北三方，登上蓬萊，在瀛州采芝，又去拜會(huì)西王母，上了仙宮“瓊宮”，盡享聲色之娛，然后回到故鄉(xiāng) 。張衡深受楚辭影響，常引用楚地傳統(tǒng)的神話，〈思玄賦〉引用最多的就是楚辭 ?！礆w田賦〉開拓辭賦中田園歸隱的主題，表達(dá)其退隱之心，反對(duì)宦官當(dāng)權(quán)，政治腐敗而自己無力拯救，有不愿同流合污之意 ，文中贊美民間的田園生活，山水景色使人心曠神怡，是漢賦中罕見的短篇，啟導(dǎo)陶淵明〈歸去來辭〉等后世抒發(fā)歸隱之情的作品 ，所寫自然風(fēng)景歡樂和諧，也啟導(dǎo)王羲之〈蘭亭集序〉等后世文章 ，文中道家思想鮮明，則可說是后世玄言詩的先驅(qū) ?！戴求t賦〉以對(duì)話體擴(kuò)充鋪陳《莊子．至樂》篇中的寓言，賦中的髑髏就是莊子 。有后人批評(píng)，張衡的辭賦缺乏獨(dú)創(chuàng)性，主要模仿前人著作，如〈二京賦〉模仿班固〈兩都賦〉，〈南都賦〉模仿?lián)P雄〈蜀都賦〉，〈應(yīng)間〉模仿東方朔〈答客難〉，〈七辯〉則模仿枚乘〈七發(fā)〉 。

詩歌方面，張衡初次撰寫七言古詩〈四愁詩〉，脫離了楚歌的句式，接近純粹的七言詩 ，并為后世詩人模仿，如晉代傅玄撰有〈擬張衡四愁詩〉 。張衡〈同聲歌〉則是新娘向新郎的傾訴，描寫新婚的優(yōu)美，詩中提到房中術(shù)著作《素女經(jīng)》的內(nèi)容 。

經(jīng)學(xué)、史學(xué)、美術(shù)

張衡通曉經(jīng)學(xué)，曾撰寫《周官訓(xùn)詁》，但稍欠特色，失傳于世。他對(duì)漢朝歷史亦相當(dāng)了解，有志于史學(xué)，擔(dān)任侍中時(shí)，曾請(qǐng)求到東觀專心撰寫東漢史書，但不獲批準(zhǔn)；又曾上書指摘司馬遷《史記》和班固《漢書》兩書的錯(cuò)失，提出漢朝史書應(yīng)有的體例 。張衡亦是個(gè)畫家，列為東漢六大畫家之一 ，唐代《歷代名畫記》曾記載他曾用腳趾畫怪獸這一傳說 。

地位與紀(jì)念

  月球背面“張衡環(huán)形山”

張衡名列“漢賦四大家”之一 ，受尊崇為中國歷史上的大科學(xué)家。在東漢，崔瑗稱贊他能知天文地理，制作巧奪天工，“數(shù)術(shù)窮天地，制作侔造化，與神合契”，南陽人為他修建廟宇 ；三國時(shí)傅玄則惋惜他不在其位，工藝才華未能盡情發(fā)揮 ；他的地動(dòng)儀和天文學(xué)成就都沒有傳人，天文學(xué)著作殘缺不全，科學(xué)貢獻(xiàn)漸被后人遺忘 。有學(xué)者猜測(cè)，地動(dòng)儀的原理在古代可能已輾轉(zhuǎn)傳到波斯和日本。19世紀(jì)末，西方地震學(xué)家 約翰·米爾恩 （ 英語 ： John Milne ） 開始留意到張衡地動(dòng)儀的開創(chuàng)性成就 ，有學(xué)者認(rèn)為，米爾恩所造的首座現(xiàn)代地震儀，就是受地動(dòng)儀啟發(fā)的 。1920年代，中國史家也注意到張衡的科學(xué)成就，1924年，張蔭麟首先稱贊張衡為中國“第一位大科學(xué)家”，李約瑟特別推崇張衡，大部分現(xiàn)代中國學(xué)者亦稱張衡為偉大的科學(xué)家 。學(xué)者認(rèn)為張衡可與西方幾乎同時(shí)代的托勒密相比美，但在數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、科學(xué)方法和研究成果，張衡都不如托勒密 。

南陽張衡墓地久已荒廢，偶有士人加以修葺，當(dāng)?shù)厝艘嗖恢怪魇钦l；1956年，南陽縣政府重建張衡墓園，建立張衡博物館，附有仿漢建筑與石雕 ，1988年定為國家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，館內(nèi)展示張衡發(fā)明的地動(dòng)儀、渾天儀、指南車等模型 。為了紀(jì)念張衡，1970年，國際天文學(xué)界用張衡名字為月球背面一座環(huán)形山命名；1971年，以他來命名小行星1802；中國天文學(xué)會(huì)設(shè)立“張衡特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”，2002年首次頒發(fā) ；2003年，小行星9092以張衡故鄉(xiāng)南陽命名 ；一種銅鋅合金的天然礦物亦以張衡命名，即張衡礦 。

深圳市龍崗區(qū)坂田街道有一條以張衡命名的街道。

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