读史有学问:除了著名地动仪科圣(木圣)张衡还发明过什么

  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。被后人誉为“科圣”、“木圣”。

  张衡设计制作的浑天仪,是为了辅以其天文学说---浑天说。漏水转浑天仪简称浑天仪,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。

  浑天仪可以把当时肉眼能观测到的天体现象,几乎全部表示出来。人们坐在屋里看仪器,可以清楚地观察到日月星辰起落的现象,这在当时确是一项了不起的创造。

  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。

  张衡创造的计里鼓车是用以计算道路里程的机械。据《古今注》记载:“记里车,车为二层,皆有木人,行一里下层击鼓,行十里上层击镯”。记里鼓车与指南车制造方法相同,所利用的差速齿轮原理,早于西方1800多年。

  张衡制作独飞木雕,是模仿鸟类高空翱翔的滑翔翼型设计。他在公元126年写成的《应间》里曾说:“三轮可使自转,木雕犹能独飞”。这是关于张衡木制机械成果的最直接材料。“木雕独飞”指在木雕内部装上机关,使它能飞翔起来。

  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。

  张衡也研究过地理学,根据他研究和考察的心得,画过一幅地形图。唐张彦远《历代名画记》卷三云:“衡尝作地形图,至唐犹存。”

  张衡不仅擅长机械发明设计,制作了许多奇巧器物,同时,在天文、地理、数学、文学等方面也有很深的造诣。在天文学方面著有《灵宪》、《浑仪图注》等,数学著作有《算罔论》,文学作品以《二京赋》、《归田赋》等为代表。由于他的贡献突出,联合国天文组织将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。后人为纪念张衡,在南阳修建了张衡博物馆。

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