所取。蜀郡號(hào)稱天府，但張堪在奉調(diào)離蜀郡太守任時(shí)乘的是一輛破車，攜帶的只有一卷布被囊。
　　張衡像他的祖父一樣，自小刻苦向?qū)W，很有文采。16歲以后曾離開(kāi)家鄉(xiāng)到外地游學(xué)。他先到了當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)文化中心三輔(今陜西西安一帶)。這一地區(qū)壯麗的山河和宏偉的秦漢古都遺址給他提供了豐富的文學(xué)創(chuàng)作素材。以后又到了東漢首都洛陽(yáng)。在那兒，他進(jìn)過(guò)當(dāng)時(shí)的最高學(xué)府——太學(xué)，結(jié)識(shí)了一位青年學(xué)者崔瑗，與他結(jié)為摯友。崔瑗是當(dāng)時(shí)的經(jīng)學(xué)家、天文學(xué)家賈逵的學(xué)生，也精通天文、歷法、數(shù)學(xué)等學(xué)問(wèn)。和帝永元十二年(公元100年)張衡應(yīng)南陽(yáng)太守鮑德之請(qǐng)，作了他的主簿，掌管文書(shū)工作。8年后鮑德調(diào)任京師，張衡即辭官居家。在南陽(yáng)期間他致力于探討天文、陰陽(yáng)、歷算等學(xué)問(wèn)，并反復(fù)研究西漢揚(yáng)雄著的《太玄經(jīng)》。他在這些方面的名聲引起了漢安帝的注意。永初五年(公元111年)張衡被征召進(jìn)京，拜為郎中。
　　元初元年(公元114年)遷尚書(shū)郎。次年，遷太史令。以后曾調(diào)任他職，但5年后復(fù)為太史令�？傆�(jì)前后任此職達(dá)14年之久，張衡許多重大的科學(xué)研究工作都是在這一階段里完成的。順帝陽(yáng)嘉二年(公元133年)升為侍中。但不久受到宦官排擠中傷，于永和元年(公元136年)調(diào)到京外，任河間王劉政的相。劉政是個(gè)驕橫奢侈、不守中央法典的人，地方許多豪強(qiáng)與他共為不法。張衡到任后嚴(yán)整法紀(jì)，打擊豪強(qiáng)，使得上下肅然。3年后，他向順帝上表請(qǐng)求退休，但朝廷卻征拜他為尚書(shū)。此事頗有蹊蹺，因尚書(shū)的官職遠(yuǎn)低于侍中或相，他是否應(yīng)征，史載不彰。就在這一年(永和四年，即公元139年)他即告逝世。
　　據(jù)傳說(shuō)，東漢時(shí)期偉大的科學(xué)家、文學(xué)家張衡曾到過(guò)當(dāng)時(shí)的隨縣，隨州舊有張衡的讀書(shū)臺(tái)。張衡是南陽(yáng)西鄂(今河南南陽(yáng))人，與隨縣同郡且相距不遠(yuǎn)，到過(guò)隨州不無(wú)可能。
　　他曾針對(duì)讖緯風(fēng)行于世的現(xiàn)實(shí)，勇敢地給東漢皇帝上疏，認(rèn)為“國(guó)讖（chèn）虛妄，非圣人之法�！辈⒄f(shuō)：“……此皆欺世罔俗……宜收藏國(guó)讖。一禁絕之�！�
詳細(xì)介紹
　　張衡，東漢人，章帝建初三年(公元78年)，出生于南陽(yáng)郡西鄂縣石橋鎮(zhèn)(今河南省南陽(yáng)市城北五十里石橋鎮(zhèn))一個(gè)破落的官僚家庭。
　　張衡是東漢中期渾天說(shuō)的代表人物之一；他指出月球本身并不發(fā)光，月光其實(shí)是日光的反射；他還正確地解釋了月食的成因，并且認(rèn)識(shí)到宇宙的無(wú)限性和行星運(yùn)動(dòng)的快慢與距離地球遠(yuǎn)近的關(guān)系。
　　張衡觀測(cè)記錄了兩千五百顆恒星，創(chuàng)制了世界上第一架能比較準(zhǔn)確地表演天象的漏水轉(zhuǎn)渾天儀，還制造出了指南車、自動(dòng)記里鼓車、飛行數(shù)里的木鳥(niǎo)等等。
　　張衡共著有科學(xué)、哲學(xué)和文學(xué)著作三十二篇，其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。
　　為了紀(jì)念張衡的功績(jī)，人們將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”，將小行星1802命名為“張衡星”
　　20世紀(jì)中國(guó)著名文學(xué)家、歷史學(xué)家郭沫若對(duì)張衡的評(píng)價(jià)是：“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�！�
　　祖父張堪是地方官吏，任蜀郡太守和漁陽(yáng)太守。張衡幼年時(shí)候，家境已經(jīng)衰落，有時(shí)還要靠親友的接濟(jì)。正是這種貧困的生活使他能夠接觸到社會(huì)下層的勞動(dòng)群眾和一些生產(chǎn)、生活實(shí)際，從而給他后來(lái)的科學(xué)創(chuàng)造事業(yè)帶來(lái)了積極的影響。在數(shù)學(xué)、地理、繪畫(huà)和文學(xué)等方面，張衡表現(xiàn)出了非凡的才能和廣博的學(xué)識(shí)。
　　后世稱張衡為“科圣”。
發(fā)明創(chuàng)造
多級(jí)刻漏
　　刻漏是我國(guó)古代最重要的計(jì)時(shí)儀器。目前傳世的三件西漢時(shí)代的刻漏，都是所謂“泄水型沉箭式單漏”。這種刻漏只有一只圓柱形盛水容器。器底部伸出一根小管，向外滴水。容器內(nèi)水面不斷降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所托著的刻箭也逐漸下降�？碳�穿過(guò)容器蓋上的孔，向外伸出，從孔沿即可讀得時(shí)刻讀數(shù)。這種刻漏的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性主要決定于漏水滴出的速度是否均勻。而滴水速度則與管口的水壓成正比變化。即隨著水的滴失，容器內(nèi)水面越來(lái)越降低，水的滴出速度也會(huì)越來(lái)越慢。
　　為了提高刻漏運(yùn)行的均勻性和準(zhǔn)確性，古人想了兩步對(duì)策。第一步是把泄水型沉箭式改為蓄水型浮箭式，即把刻漏滴出的水收到另一個(gè)圓柱形容器內(nèi)，把箭舟和刻箭都放在這個(gè)蓄水容器內(nèi)，積水逐漸增多，箭舟托著刻箭漸逐上升，由此來(lái)求得時(shí)刻讀數(shù)。第二步則是在滴水器之上再加一具滴水器。上面的滴水器滴出的水補(bǔ)充下面滴失的水，這樣，可使下面的滴水器水面的下降大大延緩，從而使下面的滴水器出水速度的穩(wěn)定性得到提高。這樣的刻漏稱為二級(jí)刻漏。如果按這思路類推，可以在二級(jí)刻漏之上再加一級(jí)，則刻漏運(yùn)行的穩(wěn)定性又可提高。這就成了三級(jí)刻漏，如此等等。大概在隋唐以后，中國(guó)發(fā)展出了四級(jí)和四級(jí)以上的刻漏。不過(guò)，關(guān)鍵的從單漏到二級(jí)漏這一步發(fā)生在什么時(shí)代？在張衡以前的文獻(xiàn)和考古實(shí)物中都沒(méi)有提供明顯的資料。
　　不過(guò)在一篇題為《張衡漏水轉(zhuǎn)渾天儀制》的文章中描述了張衡所用的刻漏是一組二級(jí)刻漏。這篇文章當(dāng)是張衡或其同時(shí)代人的作品，原文已佚，現(xiàn)只在唐初的《初學(xué)記》卷二十五中留有幾段殘文。文如下：“以銅為器，再疊差置。實(shí)以清水，下各開(kāi)孔。以玉虬吐漏水入兩壺，右為夜，左為晝”�！�(蓋上又)鑄金銅仙人，居左壺；為金胥徒，居右壺”�！耙宰笫职鸭�，右手指刻，以別天時(shí)早晚”。其中所謂疊置當(dāng)是指二具刻漏上下放置。所謂差置是指上下二具容器放置得不相重而有所錯(cuò)開(kāi)。所謂再疊差置當(dāng)是指有三層容器錯(cuò)開(kāi)疊放。至于下面的蓄水壺又分左、右兩把，那是因?yàn)楣糯�的時(shí)刻制度夜間和白天有所不同，所以張衡干脆就用二把。同時(shí)，這樣也便于刻漏的連續(xù)運(yùn)行。
渾天儀
　　張衡在創(chuàng)作了渾天儀之后曾寫(xiě)過(guò)一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《后漢書(shū)·律歷志》時(shí)作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標(biāo)題為《張衡渾儀》。稱之為“渾儀”可能是劉昭所作的一種簡(jiǎn)化。在古代，儀器的定名并不嚴(yán)格。雖然后世將“渾儀”一詞規(guī)范為專指觀測(cè)儀器，但在隋、唐以前，“渾儀”也可用于表演儀器。劉昭所引此文與前面提到的《張衡漏水轉(zhuǎn)渾天儀制》是否原屬一篇文章，此事也已無(wú)可考。不過(guò)從二者標(biāo)題文字相差甚大這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，說(shuō)是二篇文章也是有理由的。不管這事究竟如何，單說(shuō)劉昭所引，近人已有證明，它應(yīng)是張衡原作。
　　我們考察劉昭所引的這一段文字大約有三個(gè)內(nèi)容。第一部分講渾天學(xué)說(shuō)和渾天儀中天極、赤道和黃道三者相互關(guān)系及彼此相去度數(shù)。第二部分講所謂黃赤道差的求法和這種差數(shù)的變化規(guī)律。這是這一殘文中的最多篇幅部分。第三部分講黃道二十八宿距度以及冬、夏至點(diǎn)的黃道位置。仔細(xì)研究這篇?dú)埼目梢缘玫絻牲c(diǎn)重要信息。
　　其一，文中介紹了在天球儀上直接比量以求取黃道度數(shù)的辦法：用一根竹篾，穿在天球兩極。篾的長(zhǎng)度正與天球半圓周相等。將竹篾從冬至點(diǎn)開(kāi)始，沿赤道一度一度移動(dòng)過(guò)去，讀取竹篾中線所截的黃道度數(shù)，將此數(shù)與相應(yīng)的赤道度數(shù)相減，即得該赤道度數(shù)(或黃道度數(shù))下的黃赤道差。從這種比量方法可以悟得，中國(guó)古代并無(wú)像古希臘那樣的黃經(jīng)圈概念。中國(guó)古代的黃道度數(shù)實(shí)際是以赤經(jīng)圈為標(biāo)準(zhǔn)，截取黃道上的弧段而得。這種以赤極為基本點(diǎn)所求得的黃經(jīng)度數(shù)，今人名之為“偽黃經(jīng)”、“極黃經(jīng)”(實(shí)際當(dāng)名為“赤極黃經(jīng)”)等等。對(duì)于像太陽(yáng)這樣在黃道上運(yùn)動(dòng)的天體，其偽黃經(jīng)度數(shù)和真正的黃經(jīng)度數(shù)是相等的。而對(duì)黃道之外的天體，則二者是有區(qū)別的(當(dāng)然，除了正好在二至圈——過(guò)冬、夏至點(diǎn)及赤極、黃極的大圓——上的點(diǎn)之外)，距黃道越遠(yuǎn)，差別越大。
　　其二，文中給出了所謂黃赤道差的變化規(guī)律。將赤道均分為24等分。用上述方法求取每一分段相當(dāng)?shù)狞S道度數(shù)。此度數(shù)與相應(yīng)赤道度數(shù)的差即所謂黃赤道差。這是中國(guó)古代所求得的第一個(gè)黃赤道差規(guī)律。黃赤道差后來(lái)在中國(guó)歷法計(jì)算中起了很重要的作用，作為首創(chuàng)者的張衡其貢獻(xiàn)也是不可磨滅的。
　　除了劉昭所引的這段文字之外，在晉、隋兩《書(shū)》的“天文志”里所引述的葛洪的話中轉(zhuǎn)引了一段題為《渾天儀注》的文字；在唐代《開(kāi)元占經(jīng)》第一卷里編有一段題為《張衡渾儀注》和一段題為《張衡渾儀圖注》的文字。把這3段文字和劉昭所引的《渾儀》一文相比較后可以知道，葛洪所引的《渾天儀注》這段文字不見(jiàn)于劉昭所引，而見(jiàn)于《張衡渾儀注》中�！稄埡鉁唭x注》的剩余部分和《張衡渾儀圖注》即是劉昭所引文字的分割，但又有所增刪。除此之外，在《開(kāi)元占經(jīng)》卷二十六“填星占”中還有3小段題為《渾儀》的文字；卷六十五的“天市垣占”下小注中有題為《張衡渾儀》的文字一句。這4段文字也不見(jiàn)于劉昭所引�？偫ㄉ鲜銮闆r，可以得出兩點(diǎn)結(jié)論：其一，劉昭所引只是張衡《渾儀》一文的節(jié)選。張衡原文的內(nèi)容更為豐富一些。但豐富到何種程度，現(xiàn)已無(wú)可考。且自《隋書(shū)· 經(jīng)籍志》以來(lái)的目錄著作中，對(duì)《渾儀》(或《渾天儀》)一文從來(lái)只標(biāo)注為“一卷”。因此，想來(lái)不會(huì)有驚人的數(shù)量出入。其二，張衡《渾儀》一文確曾被人作過(guò)注，還補(bǔ)過(guò)圖注。注和圖注大概不是一人所注，且大概不是張衡本人所加，否則就不會(huì)有單獨(dú)的《渾儀》一文的存在了。
　　這幾段與《渾儀》有關(guān)的文字中當(dāng)代研究家最關(guān)心的是葛洪所引的《渾天儀注》是否是張衡原作的問(wèn)題。因?yàn)檫@一段文字素來(lái)被現(xiàn)代研究家視作中國(guó)古代渾天說(shuō)的代表作，甚至視其地位猶在《靈憲》之上。過(guò)去人們當(dāng)然把它看作是張衡的作品。但到70年代末，有人對(duì)此提出了全盤(pán)的否定。認(rèn)為所有冠以或不冠以張衡之名的《渾儀》、《渾儀注》、《渾儀圖注》、《渾天儀注》等等都是后人的作品。嗣后，又有人對(duì)之作了全面的辯駁，維護(hù)了傳統(tǒng)的觀點(diǎn)。這一段爭(zhēng)論前后歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)12年�，F(xiàn)在看來(lái)，全面否定張衡有《渾天儀》一文傳世的論點(diǎn)已基本失敗，即至少可以肯定，劉昭所引的《渾儀》一文是張衡原作。但否定者仍有其歷史貢獻(xiàn)，他啟發(fā)人們?nèi)プ⒁夤糯�文獻(xiàn)流傳中的復(fù)雜情況。例如，過(guò)去人們并未認(rèn)識(shí)到《渾儀》一文還有行星和恒星等方面的內(nèi)容。同時(shí)，也仍然還有理由可以懷疑葛洪所引《渾天儀注》一段是否是張衡原注。因?yàn)榈谝�，這一段名之為“注”，而在古代文獻(xiàn)中，加不加“注”字是有本質(zhì)差別的。不加“注”字的是指原文，加“注”字的就有注文。既然有不加注字的《渾天儀》，則加“注”字的《渾天儀注》就不只是《渾天儀》原文，而且還有注文。第二，《渾天儀注》的思想就其正確面而言，并不超出《靈憲》。如果我們把《靈憲》中的地看作是浮于水面，孤居天中央，遠(yuǎn)較天為小的陸地的話，那么這與《渾天儀注》所說(shuō)的“地如雞子中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天之包地猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮”等這段綱領(lǐng)性的話并無(wú)矛盾。反之，《渾天儀注》中認(rèn)為“北極……出地上三十六度”，這段話當(dāng)不可能是注重實(shí)際觀測(cè)的張衡的結(jié)論。張衡的誕生地南陽(yáng)，長(zhǎng)期當(dāng)太史令的地點(diǎn)洛陽(yáng)，都不會(huì)有北極出地三十六度的現(xiàn)象。根據(jù)他曾到過(guò)全國(guó)很多地方的經(jīng)歷來(lái)看，張衡也似乎不應(yīng)有北極出地為固定值的概念。這大概也正是他在《靈憲》一文中未提北極出地?cái)?shù)值的原因。有鑒于此，寧可把《渾天儀注》的作者問(wèn)題作為存疑，而期待今后的研究與發(fā)現(xiàn)。
瑞輪
　　莢更是一件前所未有的機(jī)械裝置。所謂莢是一種神話中的植物。據(jù)說(shuō)長(zhǎng)在堯帝的居室階下。隨著新月的出現(xiàn)，1天長(zhǎng)1個(gè)莢，到滿月時(shí)長(zhǎng)到15個(gè)莢。過(guò)了月圓之后，就一天掉1個(gè)莢。這樣，數(shù)一數(shù)莢的莢數(shù)就可以知道今天是在一個(gè)朔望月中的哪一天和這天的月相了。這個(gè)神話曲折地反映了堯帝時(shí)天文歷法的進(jìn)步。張衡的機(jī)械裝置就是在這個(gè)神話的啟發(fā)下發(fā)明的。聽(tīng)謂“隨月盈虛，依歷開(kāi)落”，其作用就相當(dāng)于現(xiàn)今鐘表中的日期顯示。
　　遺憾的是關(guān)于張衡渾天儀中的動(dòng)力和傳動(dòng)裝置的具體情況史書(shū)沒(méi)有留下記載。張衡寫(xiě)的有關(guān)渾天儀的文章也只留存片斷。這片斷中也沒(méi)有提及動(dòng)力和傳動(dòng)裝置問(wèn)題。近幾十年來(lái)，人們?cè)�運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械科技知識(shí)對(duì)這個(gè)裝置作了一些探討。最初，人們?cè)�認(rèn)為是由一個(gè)水輪帶動(dòng)一組齒輪系統(tǒng)構(gòu)成。但因有記載明言渾天儀是“以漏水轉(zhuǎn)之”，而又有記載明言這漏水又是流入一把承水壺中以計(jì)量時(shí)間的。因此，就不能把這漏水再用來(lái)推動(dòng)原動(dòng)水輪。所以，原動(dòng)水輪加齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的方案近年來(lái)受到了懷疑。最近有人提出了一種完全不同的設(shè)計(jì)。他們把漏壺中的浮子用繩索繞過(guò)天球極軸，和一個(gè)平衡重錘相連。當(dāng)漏壺受水時(shí)壺中水量增加，浮子上升，繩索另一頭的平衡錘下降。這時(shí)繩索牽動(dòng)天球極軸，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。此種結(jié)構(gòu)比水輪帶動(dòng)齒輪系的結(jié)構(gòu)較為合理。因?yàn)?i)張衡時(shí)代的齒輪構(gòu)造尚相當(dāng)粗糙，難以滿足張衡渾天儀的精度要求。(ii)這個(gè)齒輪系必含有相當(dāng)數(shù)量的齒輪，而齒輪越多，帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力就必須越大。漏壺細(xì)小緩慢的水流量就越難以驅(qū)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)。(iii)更關(guān)鍵的是前面已提到的漏壺流水無(wú)法既推動(dòng)儀器，又用于顯示時(shí)刻。而浮子控制的繩索傳動(dòng)就可避開(kāi)上述三大困難。人們已就此設(shè)想做過(guò)小型的模擬實(shí)驗(yàn)。用一個(gè)直徑為6.5厘米，高3.5厘米的圓柱形浮子和一塊27克重的平衡重錘，就可通過(guò)繩索帶動(dòng)質(zhì)量為1040克的旋轉(zhuǎn)軸體作比較均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)。其不均勻的躍動(dòng)在一晝夜中不過(guò)數(shù)次，且躍動(dòng)范圍多在2°以下，這種誤差在古代的條件下是可以允許的。因此，看來(lái)浮子- 平衡重錘- 繩索系統(tǒng)比原動(dòng)水輪- 齒輪系統(tǒng)的合理性要大一些。不過(guò)，張衡的儀器是個(gè)直徑達(dá)1米以上的銅制大物。目前的小型實(shí)驗(yàn)尚不足以保證在張衡的儀器情況下也能成功，還有待更進(jìn)一步的條件極相近的模擬實(shí)驗(yàn)才能作出更可信的結(jié)論。
　　不管張衡的動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)情究竟如何，總之，他是用一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)一種與自然界的天球旋轉(zhuǎn)相同步的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。這種作法本身在中國(guó)是史無(wú)前例的。由此開(kāi)始，我們誕生了一個(gè)制造水運(yùn)儀象的傳統(tǒng)，它力圖用機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)精確地反映天球的周日轉(zhuǎn)動(dòng)。而直到20世紀(jì)下半葉原子鐘發(fā)明和采用之前，一切機(jī)械鐘表都是以地球自轉(zhuǎn)，亦即天球的周日轉(zhuǎn)動(dòng)為基礎(chǔ)的。所以，中國(guó)的水運(yùn)儀象傳統(tǒng)乃是后世機(jī)械鐘表的肇始。誠(chéng)然，在公元前4世紀(jì)到公元前1世紀(jì)的希臘化時(shí)代，西方也出現(xiàn)過(guò)一種浮子升降鐘(anaphoric clock)，它的結(jié)構(gòu)和最近人們所設(shè)想的浮子- 平衡錘- 繩索系統(tǒng)渾天儀相仿，不過(guò)其中所帶動(dòng)的不是一架天球儀，而是一塊平面星圖。可是在隨后的羅馬時(shí)代和黑暗的中世紀(jì)，浮子升降鐘的傳統(tǒng)完全中斷而消失。所以，中國(guó)的水運(yùn)儀象傳統(tǒng)對(duì)后世機(jī)械鐘表的發(fā)展具有極其重要的意義。而這個(gè)傳統(tǒng)的創(chuàng)始者張衡的功績(jī)自然也是不可磨滅的。
　　從當(dāng)時(shí)人的描述來(lái)看，張衡渾天儀能和自然界的天球的轉(zhuǎn)動(dòng)配合得絲絲入扣，“皆如合符”，可見(jiàn)渾天儀的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性相當(dāng)高。而渾天儀是以刻漏的運(yùn)行為基礎(chǔ)的。由此可以知道，張衡的刻漏技術(shù)也很高明。
地動(dòng)儀
　　公元132年，我國(guó)著名科學(xué)家張衡發(fā)明了最早的地震儀，稱為候風(fēng)地動(dòng)儀。它有八個(gè)方位，每個(gè)方位上均有一條口含銅珠的龍，在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對(duì)應(yīng)。任何一方如有地震發(fā)生，該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中，由此便可測(cè)出發(fā)生地震的方向。當(dāng)時(shí)利用這架儀器成功地測(cè)報(bào)了西部地區(qū)發(fā)生的一次地震，引起全國(guó)的重視。這比起西方國(guó)家用儀器記錄地震的歷史早一千多年。
　　張衡的另一個(gè)有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)領(lǐng)域是地震學(xué)。他的代表作就是震爍古今的候風(fēng)地動(dòng)儀的發(fā)明。不過(guò)，要聲明的是，現(xiàn)在中國(guó)所見(jiàn)到的地動(dòng)儀，并不是張衡發(fā)明的地動(dòng)儀，而是后人復(fù)原的。張衡發(fā)明的地動(dòng)儀早就毀于戰(zhàn)火了，地動(dòng)儀發(fā)明于陽(yáng)嘉元年(公元132年)。這是他在太史令任上的最后一件大工作。在《后漢書(shū)·張衡傳》中對(duì)這件事有較詳細(xì)的記載。自19世紀(jì)以來(lái)即有人力圖運(yùn)用現(xiàn)代科技知識(shí)，根據(jù)《后漢書(shū)》的記載來(lái)復(fù)原張衡的這項(xiàng)偉大的發(fā)明。到了20世紀(jì)50年代，王振鐸先生“復(fù)原”了張衡地動(dòng)儀（見(jiàn)右圖），并且被認(rèn)為是科學(xué)的，甚至廣泛的被納入小學(xué)生課本。不過(guò)，王振鐸復(fù)原的地動(dòng)儀多次在公開(kāi)場(chǎng)合大出洋像，它要么不能動(dòng)，要么就是跺腳也會(huì)被當(dāng)成地震，可是人們卻誤信王振鐸的復(fù)原就是張衡原本的發(fā)明， 國(guó)內(nèi)外學(xué)者也因此早就開(kāi)始不停的否定它。其中不乏言辭激烈者，這給張衡甚至整個(gè)中國(guó)古代科技的名譽(yù)帶來(lái)很大的負(fù)面影響�，F(xiàn)今證明，不是張衡的地動(dòng)儀有錯(cuò)，而是王振鐸先生的復(fù)原有原理性錯(cuò)誤。不過(guò)，王振鐸在地動(dòng)儀外型上的復(fù)原，還是卓有建樹(shù)的，這點(diǎn)應(yīng)該肯定。
　　關(guān)于地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)，目前流行的有兩個(gè)版本：王振鐸模型，即“都柱”是一個(gè)類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機(jī)關(guān)在“都柱”周圍。這一種模型最近已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出，即“都柱”是懸垂擺（見(jiàn)于袁宏的《后漢紀(jì)》）,擺下方有一個(gè)小球，球位于“米”字形滑道交匯處（即《后漢書(shū)·張衡傳》中所說(shuō)的“關(guān)”），地震時(shí)，“都柱”撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開(kāi)。另外，馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體并充當(dāng)儀器的腳（見(jiàn)左圖）。該模型經(jīng)模擬測(cè)試，結(jié)果與歷史記載吻合。
　　張衡這臺(tái)儀器性能良好，曾成功測(cè)到過(guò)隴西的一次地震，據(jù)當(dāng)時(shí)記載：“驗(yàn)之以事，合契若神�！鄙踔量梢詼y(cè)到發(fā)生在數(shù)千里外而在洛陽(yáng)并無(wú)人有震感的地震。這臺(tái)儀器不僅博得當(dāng)時(shí)人的嘆服，就是在今天的科學(xué)家看來(lái)也無(wú)不贊嘆。世界上地震頻繁，但真正能用儀器來(lái)觀測(cè)地震，在國(guó)外，那是19世紀(jì)以后的事。候風(fēng)地動(dòng)儀乃是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測(cè)知震中的大概方位，但它卻超越了世界科技的發(fā)展約1800年之久！
歷法討論
　　張衡曾參加過(guò)一次東漢王朝的歷法大討論，這件事發(fā)生在漢安帝延光二年(公元123年)。據(jù)《漢書(shū)·律歷志》記載，張衡當(dāng)時(shí)任尚書(shū)郎之職。這次大討論的起因是，有人從圖讖和災(zāi)異等迷信觀念出發(fā)，非難當(dāng)時(shí)行用的較科學(xué)的東漢《四分歷》，提出應(yīng)改用合于圖讖的《甲寅元?dú)v》。又有人從漢武帝“攘夷擴(kuò)境，享國(guó)久長(zhǎng)”出發(fā)，認(rèn)為應(yīng)該倒退回去采用《太初歷》。張衡和另一位尚書(shū)郎周興對(duì)上述兩種意見(jiàn)提出了批駁和詰難，使這二宗錯(cuò)誤意見(jiàn)的提出者或者無(wú)言以對(duì)，或者所答失誤，從而為阻止歷法倒退做出了貢獻(xiàn)。張衡、周興兩人在討論中還研究了多年的天文觀測(cè)記錄，把它們和各種歷法的理論推算進(jìn)行比較，提出了鑒定，認(rèn)為《九道法》最精密，建議采用。的確，《九道法》的回歸年長(zhǎng)度和朔望月長(zhǎng)度數(shù)值比《太初歷》和東漢《四分歷》都精密。
　　而且，《九道法》承認(rèn)月亮運(yùn)行的速度是不均勻的，而當(dāng)時(shí)其他的歷法都還只按月亮速度均勻來(lái)計(jì)算。所以，《九道法》所推算的合朔比當(dāng)時(shí)的其他歷法更符合天文實(shí)際。只是如果按照《九道法》推算，將有可能出現(xiàn)連著3個(gè)月是30天的大月，或連著兩個(gè)29天的小月等的現(xiàn)象。而按千百年來(lái)人們所習(xí)慣的歷法安排，從來(lái)都是大、小月相連，最多過(guò)17個(gè)月左右有一次兩個(gè)大月相連，絕無(wú)3個(gè)大月相連，更無(wú)2個(gè)小月相連的現(xiàn)象。所以，《九道法》所帶來(lái)的3大月或2小月相連的現(xiàn)象對(duì)習(xí)慣守舊的人是難以接受的。這樣，張衡、周興建議采用《九道法》本是當(dāng)時(shí)最合理、最進(jìn)步的，但卻未能在這場(chǎng)大討論中獲得通過(guò)。這是中國(guó)歷法史上的一個(gè)損失。月行不均勻性的被采入歷法又被推遲了半個(gè)多世紀(jì)，直到劉洪的《乾象歷》中才第一次得以正式采用。
漢賦貢獻(xiàn)
　　張衡是漢賦發(fā)展史上承前啟后、具有劃時(shí)代巨大貢獻(xiàn)的重要作家。在他一生作賦的生涯中，首先是虛心學(xué)習(xí)，較全面地繼承了前代賦家的賦心與表現(xiàn)手法。大賦則遠(yuǎn)紹司馬相如《子虛》，近取班固《兩都》而有《二京賦》；騷賦則上追屈原《離騷》、下蹤班固《幽通》作《思玄賦》；七體則步枚乘《七發(fā)》、傅毅《七激》作《七辯》；文賦則依東方朔的《答客難》、班固的《答賓戲》作《應(yīng)間》。其他還有受揚(yáng)雄《蜀都賦》啟發(fā)作《南都賦》；效傅毅《舞賦》而再作《舞賦》等等。以上所舉，雖皆屬模擬，成就又有高下之分，但也都確實(shí)不同程度地顯現(xiàn)出了藝術(shù)上的創(chuàng)意。如《應(yīng)間》，固然蹤跡東方朔的《答客難》和班固的《答賓戲》，但是又不似東方朔反話正說(shuō)，辛辣尖刻地發(fā)泄遭時(shí)不遇的憤誹，也不似班固隱微地抒發(fā)內(nèi)心 以二世才術(shù)，位不過(guò)郎 的不平衡的怨思，而是通過(guò)有人對(duì)自己自安帝元初二年（公元115年）為太史令，六年未遷升，建光元年（公元121年）轉(zhuǎn)官接近皇帝、較有權(quán)勢(shì)的公車司馬令后，于順帝永建元年（公元126年）又復(fù)任太史令，認(rèn)是 失志 ， 非進(jìn)取之勢(shì)也 ，故說(shuō)非難閑話的回答，重在表明自己堅(jiān)持高尚修潔的操守： 捷徑邪至，我不忍以投步；干進(jìn)茍容，我不忍以歙（脅）肩。 奉順敦篤，守以忠信；得之不休（美），不獲不吝（恥）.并且盡管不被世俗理解也不愁悶， 居下位而不憂 ，一心 與世殊技，固孤是求 ，在太史令的位置上篤志于天文、科技的潛心研究，根本不以官職勢(shì)祿為意的人生志向�？疾鞆埡庖簧�正直不阿，淡泊寧?kù)o地投身于祖國(guó)的科學(xué)事業(yè)，而且做出了享譽(yù)世界的偉大成就，推動(dòng)了人類文明進(jìn)展的事實(shí)，此賦自有震撼人心的人格力量。經(jīng)如此廣收博取的學(xué)習(xí)繼承，張衡更突出的還在于能融匯貫通，極富創(chuàng)造性地以《歸田賦》，實(shí)現(xiàn)了漢賦主體從鋪采摛文、閎衍巨侈、重體物而淹情志，向清新爽麗、短小精練、情境相生的轉(zhuǎn)變，而掀開(kāi)了抒情小賦的創(chuàng)作時(shí)代。張衡賦的代表作歷來(lái)公認(rèn)為是《二京賦》、《思玄賦》和《歸田賦》。
其他貢獻(xiàn)
　　從上面所介紹的渾天儀和候風(fēng)地動(dòng)儀的構(gòu)造即可得知，張衡掌握了很高明的機(jī)械技術(shù)。他的朋友崔瑗在為他寫(xiě)的墓碑中贊道：“數(shù)術(shù)窮天地，制作侔造化�！鼻耙痪涫堑浪麛�(shù)學(xué)天文學(xué)知識(shí)之淵博，后一句則是贊他制造的各種器物之神奇。其實(shí)，神奇是由于他巧妙地運(yùn)用各種機(jī)械技術(shù)的結(jié)果。
　　傳說(shuō)他當(dāng)時(shí)還制做過(guò)兩件神奇的器物。一件是有三個(gè)輪子的機(jī)械，可以自轉(zhuǎn)；一件是一只木雕，能在天上飛翔。
　　關(guān)于木雕，《墨子· 魯問(wèn)》就有記載：“公輸子削竹木以為鵲。成而飛之，三日不下�！薄读凶印�湯問(wèn)》和《韓非子·外儲(chǔ)說(shuō)》都記載說(shuō)，墨子本人也造過(guò)能飛的木鳶。這些木鵲或木鳶大概是一種鳥(niǎo)狀的風(fēng)箏。不可能是其他裝有動(dòng)力機(jī)的、如今日飛機(jī)之類的飛行器。因?yàn)楫?dāng)時(shí)還不可能有連續(xù)運(yùn)行一日乃至三日之久的動(dòng)力機(jī)。張衡的木雕，大概也是一種風(fēng)箏。不過(guò)，北宋類書(shū)《太平御覽·工藝部九》引《文士傳》中一段記載說(shuō)：“張衡嘗作木鳥(niǎo)，假以羽翮，腹中施機(jī)，能飛數(shù)里。”這里說(shuō)到“腹中施機(jī)”，而且“能飛數(shù)里”，因此，過(guò)去有的作者認(rèn)為是一種飛機(jī)類的飛行器。但裝在飛行器上的動(dòng)力機(jī)必須重量足夠輕而馬力足夠大，并且還要求飛行器本身具有一定的適宜起飛上升的形狀等等，這些條件在張衡時(shí)代沒(méi)有一條是能做得到的。所以，張衡的木雕即使真的“腹中施機(jī)”，那么，這種機(jī)也不會(huì)是動(dòng)力機(jī)，而是一種裝在風(fēng)箏上用線控制飛行的操縱機(jī)構(gòu)。
　　關(guān)于三個(gè)輪子可以自轉(zhuǎn)的機(jī)械，古來(lái)就有不同意見(jiàn)。南宋學(xué)者王應(yīng)麟認(rèn)為是一種記里鼓車。這種車?yán)�用一組齒輪系把大車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)車軸的運(yùn)動(dòng)傳遞到一個(gè)木人的手臂上，使它過(guò)一里路時(shí)敲一下鼓。這個(gè)設(shè)想看來(lái)不大符合“三輪可使自轉(zhuǎn)”的意思。敲鼓的動(dòng)作一般是不當(dāng)作轉(zhuǎn)動(dòng)看的。另一種意見(jiàn)則認(rèn)為是一種指南車。清代王先謙《后漢書(shū)集解·張衡傳》中引《宋書(shū) ·禮志》：“指南車，其始周公作，張衡始復(fù)創(chuàng)造”(按：這是《宋書(shū)·禮志》的摘引，實(shí)非原文)�？磥�(lái)，指南車的形象更符合于“自轉(zhuǎn)”的用詞，因?yàn)椴还芟旅孑喿釉趺崔D(zhuǎn)，車上的人只見(jiàn)到指南車木人的手指在自動(dòng)地轉(zhuǎn)向南方。
　　總之，張衡在機(jī)械技術(shù)方面是非常高明的�！短�平御覽· 工藝部九》引晉代葛洪《抱樸子》曰：“木圣：張衡、馬鈞是也�！爆F(xiàn)在的中國(guó)科技史家都公認(rèn)馬鈞是我國(guó)三國(guó)時(shí)代一位杰出的機(jī)械發(fā)明家，而在葛洪看來(lái)，張衡、馬鈞都是一代木圣。
　　《后漢書(shū)·張衡傳》中提到，張衡寫(xiě)過(guò)一部書(shū)叫《算罔論》。此書(shū)至遲到唐代已經(jīng)失傳，以至唐代的章懷太子李賢懷疑張衡沒(méi)寫(xiě)過(guò)這部書(shū)，而是因?yàn)椤鹅`憲》是網(wǎng)絡(luò)天地而算之，故稱《靈憲算罔論》。從《九章算術(shù)·少?gòu)V》章第二十四題的劉徽注文中得知有所謂“張衡算”，因此，張衡寫(xiě)過(guò)一部數(shù)學(xué)著作是應(yīng)該肯定的。從劉徽的這篇注文中可以知道，張衡給立方體定名為質(zhì)，給球體定名為渾。他研究過(guò)球的外切立方體積和內(nèi)接立方體積，研究過(guò)球的體積，其中還定圓周率值為10的開(kāi)方，這個(gè)值比較粗略，但卻是我國(guó)第一個(gè)理論求得π的值。另外，如果按照錢(qián)寶琮先生對(duì)《靈憲》的�？保骸�(日月)其徑當(dāng)天周七百三十分之一，地廣二百三十二分之一”，則當(dāng)時(shí)π值等于730/232=3.1466，較10的開(kāi)方有精密了。
　　不過(guò)，從劉徽注中也可以看到，這位100多年之后的大數(shù)學(xué)家對(duì)張衡的數(shù)學(xué)有較嚴(yán)厲的批評(píng)，認(rèn)為張衡：“欲協(xié)其陰陽(yáng)奇耦之說(shuō)而不顧疏密矣！雖有文辭，斯亂道破義，病也！”如按此批評(píng)來(lái)看，則錢(qián)寶琮先生所作的�？彼坪跷幢囟挤�合張衡的原來(lái)數(shù)字。
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�！边@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�，但他卻從無(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。大將軍鄧騭是當(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�！边@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)�。他曾向順帝上�?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�！边@是當(dāng)代中國(guó)人民的共同心聲！
　　附：四愁詩(shī)(節(jié)選)
　　我所思兮在泰山，欲往從之梁父艱。側(cè)身東望涕沾翰。美人贈(zèng)我金錯(cuò)刀，何以報(bào)之英瓊瑤。路遠(yuǎn)莫致倚逍遙，何為懷憂心煩勞?
相關(guān)論點(diǎn)
　　上海古籍出版社于2009年8月1日出版有今人張震澤注有《張衡詩(shī)文集校注》。
　　(1)宇宙的起源
　　《靈憲》認(rèn)為，宇宙最初是一派無(wú)形無(wú)色的陰的精氣，幽清寂寞。這是一個(gè)很長(zhǎng)的階段，稱為“溟滓”。這一階段乃是道之根。從道根產(chǎn)生道干，氣也有了顏色。但是，“渾沌不分”，看不出任何形狀，也量不出它的運(yùn)動(dòng)速度。這種氣叫做“太素”。這又是個(gè)很長(zhǎng)的階段，稱為“龐鴻”。有了道干以后，開(kāi)始產(chǎn)生物體。這時(shí)，“元?dú)馄逝校瑒側(cè)崾挤�，清濁異位，天成于外，地定于�?nèi)”。天地配合，產(chǎn)生萬(wàn)物。這一階段叫做“太玄”，也就是道之實(shí)�！鹅`憲》把宇宙演化三階段稱之為道根、道干、道實(shí)。在解釋有渾沌不分的太素氣時(shí)引了《道德經(jīng)》里的話：“有物混成，先天地生�！边@些都說(shuō)明了《靈憲》的宇宙起源思想，其淵源是老子的道家哲學(xué)。《靈憲》的宇宙起源學(xué)說(shuō)和《淮南子·天文訓(xùn)》的思想十分相像，不過(guò)《淮南子》認(rèn)為在氣分清濁之后“清陽(yáng)者薄靡而為天，重濁者凝滯而為地”。天上地下，這是蓋天說(shuō)。而《靈憲》主張清氣所成的天在外，濁氣所成的地在內(nèi)，這是渾天說(shuō)。
　　總之，張衡繼承和發(fā)展了中國(guó)古代的思想傳統(tǒng)認(rèn)為宇宙并非生來(lái)就是如此，而是有個(gè)產(chǎn)生和演化的過(guò)程。張衡所代表的思想傳統(tǒng)與西方古代認(rèn)為宇宙結(jié)構(gòu)亙古不變的思想傳統(tǒng)大異其趣，卻和現(xiàn)代宇宙演化學(xué)說(shuō)的精神有所相通。
　　(2)關(guān)于宇宙的無(wú)限性
　　戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的《尸子》定義說(shuō)，“上下四方曰宇，往古來(lái)今曰宙”。宇就是空間，宙就是時(shí)間。中國(guó)的傳統(tǒng)思想是把空間和時(shí)間聯(lián)系在一起的。這一點(diǎn)也和西方古代把二者看成是兩個(gè)互相割裂的概念大不相同。但是，中國(guó)和西方一樣，在二者是有限還是無(wú)限的問(wèn)題上歷來(lái)也有爭(zhēng)論�！肚f子》一書(shū)中就有宇宙在空間和時(shí)間上都是無(wú)限的說(shuō)法。而西漢末年的揚(yáng)雄卻認(rèn)為“闔天為宇，辟宇為宙”，在空間上是有限的，在時(shí)間上是有起點(diǎn)的。張衡雖然長(zhǎng)期研究揚(yáng)雄的《太玄經(jīng)》，并受到揚(yáng)雄較深的影響，但在宇宙的無(wú)限性上卻不愿遵循揚(yáng)雄�！鹅`憲》認(rèn)為人目所見(jiàn)的天地是大小有限的，但是，超出這個(gè)范圍，人們就“未之或知也。未之或知者，宇宙之謂也。宇之表無(wú)極，宙之端無(wú)窮”。宇宙在空間上沒(méi)有邊界，在時(shí)間上沒(méi)有起點(diǎn)。揚(yáng)雄的思想和目前天文學(xué)界最負(fù)盛名的大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)在終極本質(zhì)上是相通的。而張衡的結(jié)論卻和當(dāng)代的辯證唯物主義哲學(xué)相合�？磥�(lái)，宇宙有限無(wú)限的問(wèn)題還得長(zhǎng)期爭(zhēng)論下去。
　　(3)關(guān)于天地的結(jié)構(gòu)
　　《靈憲》把天描述成是恒星所在的地方，它是一個(gè)偏心率極小的橢球：“八極之維，徑二億三萬(wàn)二千三百里。南北則短減千里，東西則增廣千里。通而度之，則是渾已。”天上有一個(gè)北極，樞星正好在這個(gè)位置上。日、月、五星都繞它旋轉(zhuǎn)。天還有個(gè)南極，是在地底下，人不可見(jiàn)。人目所見(jiàn)的地表面是平的，正在天的中央，“自地至天，半于八極；則地之深亦如之”�？梢�(jiàn)，張衡心目中的地是個(gè)半球。在地面上來(lái)說(shuō)，如以8尺高的表在同一天正午測(cè)量日影長(zhǎng)度，則南北相距千里的兩個(gè)地點(diǎn)所量得的表影長(zhǎng)度相差1寸。
　　為什么把天地要設(shè)想成是個(gè)橢球結(jié)構(gòu)？我們已無(wú)法了解，或許，一種可能是囿于傳統(tǒng)。早在《呂氏春秋·有始覽》中就提到：“凡四海之內(nèi)，東西二萬(wàn)八千里，南北二萬(wàn)六千里”，東西比南北長(zhǎng)了二千里�！痘茨献印�墜形訓(xùn)》中也引了這兩個(gè)數(shù)值�？梢�(jiàn)古人大概相當(dāng)相信天、地的東西要比南北來(lái)得長(zhǎng)。
　　地平說(shuō)和“表影千里差1寸”的理論，過(guò)去人們?cè)�以為是蓋天說(shuō)的內(nèi)容。但若據(jù)此即認(rèn)為《靈憲》的天地結(jié)構(gòu)模形是蓋天說(shuō)，那就不當(dāng)了。渾天模型和蓋天模型最主要的不同在于：渾天的天是球狀的，天可以轉(zhuǎn)到地下去。天不僅有出于地上的北極，還有隱于地下的南極。蓋天的天則或像一個(gè)蓋子籠罩著平地(近人稱之為第一次蓋天說(shuō))，或者和地構(gòu)成二片平行的曲面(近人稱之為第二次蓋天說(shuō))。總之，天永遠(yuǎn)在地之上。天只有北極而不可能有南極。因此，從對(duì)天的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)來(lái)看，《靈憲》只能劃入渾天說(shuō)而不能視之為蓋天說(shuō)。關(guān)于地的問(wèn)題，必須指出，歷史上的渾蓋之爭(zhēng)，主要在于天而不在于地。直到唐代一行徹底否定了日影千里差1寸的舊說(shuō)之前，水平大地的觀念還一直存在于渾天說(shuō)中。就是在一行之后，直到西方天文學(xué)傳入之前，我國(guó)仍然未能建立起明確的球形大地的數(shù)理模型。反倒是《靈憲》中的那種“天圓地平”說(shuō)仍然占有重要地位。
　　(4)關(guān)于日、月的角直徑
　　《靈憲》記載，日、月角直徑為整個(gè)天周的“七百三十六分之一”�；�成現(xiàn)代通用角度單位即為29′21″，[根據(jù)錢(qián)寶琮的研究，認(rèn)為《靈憲》的“(日、月)其徑當(dāng)天周七百三十六分之一，地廣二百四十二分之一”當(dāng)校改為“(日、月)其徑當(dāng)天周七百三十分之一，地廣二百三十二分之一”。如此則日、月的角直徑當(dāng)為 29′35.3″]。這和近代天文測(cè)量所得的日和月的平均角直徑值31′59″和31′5″相比，誤差都只有2′左右。以二千年前的觀測(cè)條件而論，張衡測(cè)值可謂精確。
　　在張衡之前的《周髀算經(jīng)》中也介紹過(guò)一個(gè)觀測(cè)：用一根8尺高的竿子垂直立于地面，每當(dāng)太陽(yáng)過(guò)子午線時(shí)量竿影長(zhǎng)度。當(dāng)影長(zhǎng)正為6尺時(shí)，用一根8尺長(zhǎng)、孔徑1寸的竹管觀看太陽(yáng)�！吨荀滤憬�(jīng)》認(rèn)為此時(shí)太陽(yáng)視圓面正好充滿竹管。由此，《周髀算經(jīng)》按照“千里差1寸”的比例關(guān)系，求得此時(shí)太陽(yáng)距人目為10萬(wàn)里，進(jìn)而求得太陽(yáng)的線直徑為1250里。由于“千里差1寸”等基本出發(fā)點(diǎn)都是錯(cuò)誤的，因而《周髀算經(jīng)》所得極為荒謬(太陽(yáng)的線直徑實(shí)際為139.1萬(wàn)公里)。就觀測(cè)本身而論，《周髀算經(jīng)》的結(jié)果也是相當(dāng)粗疏的。按竹管長(zhǎng)8尺，孔徑1寸計(jì)算，太陽(yáng)角直徑為42′58″。誤差比《靈憲》所載大多了。
　　(5)關(guān)于月食原因
　　在張衡之前，人們已對(duì)日食的原因有所認(rèn)識(shí)。西漢的劉向就說(shuō)過(guò)：“日蝕者，月往蔽之”(見(jiàn)《開(kāi)元占經(jīng)》卷九所引)。東漢王充在《論衡·說(shuō)日篇》中引述過(guò)別人的一種更明確的說(shuō)法：“或說(shuō)，日食者月掩之也。日在上，月在下，障于日之形也。”而對(duì)于月食原因，則在張衡之前尚無(wú)明晰的解釋。大概正是針對(duì)這種狀況，張衡在《靈憲》中就未及日食原因，而是專門(mén)論述了月食的原因：“月，光生于日之所照；魄生于日之所蔽。當(dāng)日則光盈，就日則光盡也。眾星被耀，因水轉(zhuǎn)光。當(dāng)日之沖，光常不合者，蔽于地也，是謂虛。在星星微，月過(guò)則食�！� 這段話中說(shuō)到，月亮本身是不發(fā)光的，太陽(yáng)光照到月亮上才產(chǎn)生光月。月亮之所以出現(xiàn)有虧缺的部分，就是因?yàn)檫@一部分照不到日光。所以，當(dāng)月和日正相對(duì)時(shí)，就出現(xiàn)滿月。當(dāng)月向日靠近時(shí)，月亮虧缺就越來(lái)越大，終至完全不見(jiàn)。這樣一種月相理論，在《周髀算經(jīng)》中已有大概：“日兆(按：通照)月，月光乃生，故成明月�！蔽鳚h京房說(shuō)得更為明確：“先師以為日似彈丸，月似鏡體；或以為月亦似彈丸，日照處則明，不照處則暗”(《開(kāi)元占經(jīng)》卷一引)。張衡的月相理論和他們沒(méi)有本質(zhì)的差別，所突出的是張衡強(qiáng)調(diào)了月相與日、月相對(duì)位置的關(guān)系。但這樣一來(lái)人們自然要問(wèn)，既然“當(dāng)日則光盈”，那么何以有時(shí)候當(dāng)日時(shí)會(huì)有月食呢？對(duì)此，張衡回答說(shuō)：“蔽于地也”，即大地?fù)踝×巳展猓�使日光照不到月亮上去了。張衡把這塊大地所產(chǎn)生的影子起個(gè)名字叫“虛”。月亮進(jìn)入虛時(shí)就發(fā)生月食。《靈憲》對(duì)月食原因的闡述是很科學(xué)的。
　　不過(guò)，再仔細(xì)思考一下虛，人們又會(huì)提出問(wèn)題。按照《靈憲》所說(shuō)的天地結(jié)構(gòu)，地是其下部與天球相密合的半橢球。那么：(i)要使日、月能沒(méi)入地平且能在地下運(yùn)動(dòng)，日、月就只能是兩個(gè)無(wú)厚的圓面，這就和上面說(shuō)的月相理論相矛盾。(ii)太陽(yáng)沒(méi)入地平后光線就會(huì)被地半球完全擋住，無(wú)論什么時(shí)候也不會(huì)投射上月亮。這樣，晚上的月亮應(yīng)該總是看不見(jiàn)的，這也就根本談不上月食的問(wèn)題了。要解釋這兩個(gè)矛盾，只能認(rèn)為《靈憲》中的地有二層不同的含義。第一層含義是相對(duì)天來(lái)說(shuō)的地，那是個(gè)半橢球。第二層含義是相對(duì)日、月來(lái)說(shuō)的，那是孤懸在天球中央的一個(gè)較小的固體物�；蛘�，可以把這二層含義統(tǒng)一起來(lái)說(shuō)：孤懸在天內(nèi)的是一片陸地，此外的地則全是水，故能與天球下半相密合。這樣理解之下，則日、月仍可是個(gè)圓球；而日到水下之后日光仍能穿透水而照射到月亮上，只有那塊相對(duì)較小的陸地才能產(chǎn)生一塊虛。當(dāng)然，在這樣推測(cè)的時(shí)候還得再補(bǔ)充一點(diǎn)，即應(yīng)該認(rèn)為在張衡看來(lái)，水是一種透明度較高的物質(zhì)，所以深入地下之后的日光仍能穿透厚厚的水層而射到月亮，產(chǎn)生皓然明月。
　　(6)關(guān)于五星的運(yùn)動(dòng)
　　《靈憲》中提出了4點(diǎn)極有價(jià)值的見(jiàn)解。第一，日、月、五星并非是在天球球殼上，它們是在天地之間運(yùn)行，距地的遠(yuǎn)近各有不同。第二，這7個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)速度也不同，離地近的速度快，離地遠(yuǎn)的速度就慢。第三，《靈憲》用天的力量來(lái)說(shuō)明行星之所以有留、逆、遲、速等運(yùn)動(dòng)變化現(xiàn)象(“天道者貴順也。近天則遲，遠(yuǎn)天則速。行則屈，屈則留回，留回則逆，逆則遲，迫于天也”)。第四，按照五星離地遠(yuǎn)近及其運(yùn)行的快慢，可以將它們分成兩類。一類附于月，屬陰，包括水星和金星。另一類附于日，屬陽(yáng)，包括火星、木星和土星。
　　《靈憲》上述這4點(diǎn)都很有意思。其中第一點(diǎn)可以說(shuō)基本上是正確的，雖然實(shí)際情況要比這種概括復(fù)雜得多。第二點(diǎn)則與古希臘人的思想完全相合。而在中國(guó)，則在張衡之前還沒(méi)有人提起過(guò)，并且在他之后也未對(duì)此點(diǎn)給予重視，這就使中國(guó)古代數(shù)理天文學(xué)的發(fā)展受到很大的局限。第三點(diǎn)雖然說(shuō)得非常含混難解，而且完全不正確，但它卻顯然是在尋求說(shuō)明行星運(yùn)動(dòng)之所以有順逆遲速的力學(xué)原因。這種努力的本身值得在整個(gè)天文學(xué)史上大書(shū)一筆。1500多年之后，王錫闡在《五星行度解》里提到了類似的思想，并進(jìn)一步提出了天對(duì)日、月、五星有一種類似磁石吸針的力量。王錫闡的思想的力學(xué)性就更明確了。雖然張衡、王錫闡的思想都并不正確，但是行星和它們的衛(wèi)星(月亮是地球的衛(wèi)星，地球是一顆行星)的運(yùn)動(dòng)，的確都是受到萬(wàn)有引力定律所支配的。因此，追究這些天體運(yùn)動(dòng)中的力學(xué)原因無(wú)疑是一個(gè)正確的方向。在西方，對(duì)于這種力學(xué)原因的探討在張衡之后的1000多年里仍然是沒(méi)有的。許多偉大的希臘天文學(xué)家都只有對(duì)日、月、五星的運(yùn)動(dòng)作精細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述，而從未想到過(guò)解釋其力學(xué)原因。力學(xué)原因的探討要直到16世紀(jì)科學(xué)革命開(kāi)始之后才被提出來(lái)。第四點(diǎn)也很有意思�！鹅`憲》的行星分類正好是太陽(yáng)系中內(nèi)行星與外行星的分類。當(dāng)然，現(xiàn)在我們知道，所有的行星，包括地球，都是繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)的，而月亮則是繞地球轉(zhuǎn)的。所以，“附于月”的說(shuō)法當(dāng)然是錯(cuò)誤的。之所以會(huì)有這樣的錯(cuò)誤，是因?yàn)閺埡夂推渌�古人一樣，把月亮作為陰的代表。不過(guò)，從金、水兩內(nèi)行星的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，人目所見(jiàn)的鮮有和外行星有截然不同的地方。那就是，外行星只能從晨出于東方開(kāi)始一個(gè)會(huì)合周期。而內(nèi)行星則在一個(gè)會(huì)合周期不但可以晨出于東方，而且還可以像月亮一樣，昏出于西方。正是由于這種昏出于西方的相似性，《靈憲》才提出“附于月”的說(shuō)法。
　　(7)關(guān)于星官
　　滿天繁星，古人將它們組合成一個(gè)個(gè)星組，以便于對(duì)它們進(jìn)行辨認(rèn)和觀測(cè)。這些星組少則一星，多則數(shù)十星。這樣的星組古人稱之為星官。由于各個(gè)天文學(xué)家的取舍、組合方法并不都相同，因此形成了許多家不同的星官體系。直到張衡時(shí)代，流傳于世的星官體系有以《史記·天官書(shū)》為代表的體系，有石氏、甘氏、黃帝以及“海人之占”等等的體系。對(duì)這些各有特色的體系，張衡作了一番比較、整理和匯總的工作，發(fā)展出了一整套收羅恒星最多的新體系�！鹅`憲》記載，其中“中外之官常明者百有二十四，可名者三百二十，為星二千五百，而海人之占未存焉”。張衡的這一星官體系整理工作比(三國(guó)吳)天文學(xué)家陳卓總結(jié)甘、石、巫咸三家星官的時(shí)代要早100多年，而且所包括的星官、星數(shù)比陳卓要多得多(陳卓所總結(jié)的有283官1464星)，成就當(dāng)然要比陳卓大。可惜張衡星官體系已經(jīng)失傳，這是我國(guó)恒星觀測(cè)史上的重大損失。
　　與恒星星官有關(guān)的一個(gè)問(wèn)題是，《靈憲》中提出了星空里還存在一種“微星”即很暗弱的星，其數(shù)有11520顆。這個(gè)數(shù)字并非嚴(yán)格得自實(shí)測(cè)，而是來(lái)自《易經(jīng)》中神秘的“萬(wàn)物之?dāng)?shù)”。數(shù)字當(dāng)然是不正確的。但張衡認(rèn)為有微星存在，且星數(shù)比亮星多得多，這卻是符合客觀實(shí)際的。
　　(8)流星和隕星
　　天空中除了日、月、星(古稱三光。星包括行星和恒星)這些常見(jiàn)成員外，還不時(shí)見(jiàn)到流星之類的天體。《靈憲》認(rèn)為“及其(按：指三光)衰也，神歇精■，于是有隕星。然則奔星之所墜，至地則石矣”。這里，張衡繼承了前人“星墜至地則石也”(《史記·天官書(shū)》)的思想，對(duì)隕石的來(lái)源予以較正確的解釋。同時(shí)，張衡還探討了隕星產(chǎn)生的原因，認(rèn)為是與日、月、星的衰敗有關(guān)。雖然這個(gè)想法不正確(太陽(yáng)系內(nèi)有一些大大小小的流星體，當(dāng)它們?cè)谶\(yùn)行中與地球相遇，進(jìn)入大氣層后因摩擦而燃燒，便成為流星；較大的流星體在大氣層中未及燒盡而墜落地面，便成為隕星，或稱隕石)，但是，每個(gè)天體都有發(fā)展到“衰”敗死亡的階段，這卻是非�？茖W(xué)的結(jié)論。張衡的這個(gè)思想非常合乎辯證法，而且也正是西方古代天文學(xué)中所缺乏的。
　　與隕石相聯(lián)系，《靈憲》中對(duì)恒星的產(chǎn)生也有一種解釋：“地有山岳，以宣其氣，精種為星。星也者，體生于地，精成于天�！边@種星生于地的見(jiàn)解當(dāng)然是完全錯(cuò)誤的。它是當(dāng)時(shí)已流行了幾百年的天地相應(yīng)的思想的反映�！鹅`憲》說(shuō)道：“在天成象，在地成形。天有九位，地有九域。天有三辰，地有三形。有象可效，有形可度。情性萬(wàn)殊，旁通感薄，自然相生，莫之能紀(jì)�！边@些所謂天地之間的對(duì)應(yīng)，純粹出于人的主觀附會(huì)，毫無(wú)內(nèi)涵上的科學(xué)聯(lián)系。例如，所謂天的九位(即古人所謂九天)和地的九域(即所謂九州)全都是中國(guó)古人的人為劃分。所以，這種相應(yīng)純屬數(shù)字偶合。不過(guò)，張衡之所以會(huì)有山岳之精氣上升為星的想法，原因即在于他見(jiàn)到的隕星至地都是石頭，而山岳則正是最多石頭的地方。石頭又怎能上天？所以必然會(huì)想到這是山岳的精氣，這就可以上升到天上成為星。這些反映了隕石來(lái)自天外的思想。而在西方，直到17世紀(jì)，還有天文學(xué)家認(rèn)為隕石并非來(lái)自地外的說(shuō)法。
　　《靈憲》作為一篇杰出的古代天文學(xué)著作，當(dāng)然仍會(huì)有許多不足的地方。除了前面已經(jīng)提到的各點(diǎn)外，比如文中還把嫦娥奔月的神話當(dāng)作事實(shí)記載在內(nèi)，甚至說(shuō)嫦娥入月后化成了蟾蜍。至于文中流露的種種星占術(shù)思想，那是當(dāng)時(shí)整個(gè)時(shí)代的風(fēng)氣，倒也不必去苛求張衡�？傊�，盡管《靈憲》有一些缺點(diǎn)，但是它在天文學(xué)史上的意義并不因此而遜色。梁代劉昭贊頌張衡是“天文之妙，冠絕一代”，其評(píng)價(jià)的主要根據(jù)之一就是《靈憲》這篇杰出的著作。