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张衡到底有多牛?天上有一颗星月亮有一座山都是他的?

  “行走河南,读懂中国”。河南卫视图文新媒体暑期特别推出“#豫见名人・共游中原 ”专题策划,带你穿梭古今,探寻名人在河南留下的珍贵记忆。今天,让我们一同走进张衡的世界,开启一场穿越时空的文化之旅!准备好,精彩即将启程!

  张衡(78年-139年),字平子,南阳郡西鄂县(今河南省南阳市石桥镇)人。东汉时期杰出的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家。

  中国科学院紫金山天文台于1964年10月9日发现的小行星,由1977年经国际小行星中心批准,该星体以东汉科学家张衡命名,正式公报发布于1978年8月,是国际永久编号1802号的小行星,这是中国人民首次发现并命名的小行星。

  张衡环形山是国际天文学联合会于1970年批准命名的环形山,位于月球背面北半球区域,为纪念中国东汉科学家张衡在天文学领域的贡献而命名,属于该组织为体现文化多样性主动选取的中国科学家命名案例。

  这些跨越千年的致敬,来自国际的认可,都属于一位来自河南的东汉全才——张衡。

  他不是“专业科学家”,却做出了连国际天文组织都叹服的成绩;他不仅是发明家,还是文学家、数学家、地理学家,甚至是一位清正廉洁的官员。

  作为现代“斜杠青年”、多边形战士当之无愧的鼻祖,对张衡而言,一个文科出身的“业余爱好者”,如何成为被世界铭记的科学巨星?今天,就让我们一起揭开张衡的多重身份,读懂他那跨越文理、贯通天人的人生剧本!

  张衡的出身是他的底气。他的家族为南阳大姓,其祖父为东汉初年的蜀郡太守张堪。南阳是东汉开国皇帝光武帝的故乡,东汉政权早期的基本盘就是南阳家族。张堪和光武帝是旧相识,也正是在两汉之交的动荡时期,张堪投靠光武帝,受到重用。

  张衡生于建初三年(78年),自小刻苦向学,少年时便会做文章,并且随着家里人四处游历,拥有不同寻常的开阔视野。来到洛阳后,进入当时的最高学府洛阳太学深造,研习经学,得到一批儒学大师的指点,也在京师游学期间交结了一些有志于学的朋友。

  洛阳太学聚集了全国各地来的饱学之士,但是张衡仍然凭借努力和毅力成为其中的佼佼者,虽然学问远高于他人,但低调内敛,对于功名利禄也没过多的欲望,自然也少了很多钻营之心。

  由于家里的托举,他并不必像别人一样求仕图利、奔波生计,而是一直奔走在自己的热爱里,做想做的事。

  汉和帝永元年间,即公元89年到公元105年,张衡被举荐为孝廉,即当时的中央储备人才,前途不可限量。张衡被举为孝廉后,多次被三公府征召,但他从不受召赴任。

  东汉时,三公指的是司徒、太尉、司空,分别主管全国政务、军事及监察,是东汉百官之中的魁首。能在三公府中做事,从政的起点很高,前途自然不可限量,这是多少年轻士人梦寐以求的事,而张衡全部不予理睬,对做官并无太大的兴趣。

  后来张衡和南阳太守鲍德相谈甚欢,于是答应做了南阳主簿,掌管文书工作。他注重的是心意相通与灵魂契合,而从不是名利。后来鲍德调任京师,张衡也秒递辞职信。

  邓太后掌权,她的哥哥邓骘多次征召张衡,希望他能到大将军府任职,但他同样不肯应召。后来,邓太后命令负责人才接待的公车署特召张衡,由于是以东汉朝廷名义的正式征辟,这时的张衡就不能拒绝了,于是出任郎中,后来朝廷终于发现他的术数方面的才能。

  元初二年(115年),张衡升任太史令,执掌天文、星历、术算、典籍等方面。对于追求功名的臣子来说,太史令并不是一个好职位,很难做出成绩被皇帝看到。但张衡却十分满意,借助职位的便利,能够更好的研究天文地理。

  之后的十余年中,东汉内忧外患不绝,朝堂上外戚和宦官争相掌权,然而张衡在太史令的职位上,偏安一隅,明哲保身,为中国的天文地理学的发展做出了众多贡献。

  汉顺帝继位后,平反安帝朝的冤假错案,并任命张衡为侍中。张衡终于从科学研究中抬起头来,并充分展露出自己的政治才能。

  他向皇帝上了一道《请禁绝图谶疏》,公然指出东汉时期流行的图谶学就是骗人的把戏;又将矛头指向了宦官,一道《陈政事疏》抨击宦官专权,可惜都没有收到应有的重视。接连两道奏疏的失利,使得张衡在朝中举步维艰。很快,张衡就被外放,来到河间为相。

  河间是河间王刘政的封地,刘政骄奢淫逸,河间被他治理的混乱不堪:豪强横行、胥吏违法······此时张衡已过耳顺之年,但他并未视而不见,而是发挥自己的余热,查处奸党、打击豪强,使河间的官场肃然一新。

  张衡制浑天仪,在西方,类似能自动旋转的浑象在16世纪才出现,形象演示天体运行。

  浑天仪一具安装在室内,一具安装在观测台“灵台”之上。浑天仪以铜铸造,是空心球体,直径约五尺,上画二十八宿、中外星官及黄道、赤道;天球半露在地平圈上,半隐在地平圈下,天轴则支架在子午圈上,天球可绕天轴自行转动,与实际天球运动相一致,可预报天体运动情况。其外安装了地平环、赤道环和子午环,内部设置四游环。

  浑天仪每日均匀地绕中轴旋转一周,以滴水为原动力,与漏刻相连,水不断定量而缓缓地流入刻漏的水斗中。水斗原是静止不动的,当注水达到某个分量时,其重量就胜过浑天仪和齿轮的阻力,凸耳使齿轮转动一齿,然后抵住下一齿而再次静止下来,通过齿轮传动而使浑天仪缓慢地旋转。

  张衡主张浑天说,主张天是球状的,像个鸡蛋,天相当于蛋壳,大地像蛋黄,天把大地包在当中,大地是平面的,周围是水,大地浮在水上,为此,他写了《灵宪》,堪称是当时较先进的天文学叙述文章。

  他指出宇宙是无穷无极的,肯定时间与空间的无限性,提出以“气”为基本的自然观,人是元气的聚合,如水之凝结为冰,人死是元气消散,如冰块融化为水,复归于元气,与自然成为一体。

  132年,张衡发明和制造了世界第一部验震器“候风地动仪”,也是他最为出名的发明。其形状像圆形酒瓮,断面直径八尺,其内中央置有一根很重的柱子,称“都柱”,可以向八个方向倾侧或倾摆;酒瓮外部的八个方向各有一个龙头,龙头下各有一只蟾蜍,张口对着龙头,八条龙各口含铜丸一颗,当都柱向某一方倾侧时,该方向的龙口张开,铜丸落下,掉入蟾蜍口中。地震发生时,只有震源方向上的龙头张口,据此可知地震的方向。

  134年陇西地震,洛阳并无震感,但一个龙口掉出铜丸,其后传来陇西地震的消息,证实其功效。而候风地动仪所谓的“候风”,是指测定风的变化,哪个地方有地震,哪个方向就有气的变化,就有风来可以测到。

  候风地动仪流传到隋代,北朝信都芳、隋代临孝恭都有研究,到唐代失传。张衡地动仪比直至19世纪前期西方的水银地震仪更先进,是世界首测地震方向的仪器。

  在没有卫星和网络的年代,他凭一己之力,把中国天文学推向了前所未有的高峰。

  1800多年前,来自河南南阳的文科生张衡,在办公之余顺手推了推圆周率——没超级计算机,没微积分,甚至连草稿纸都不够。但他愣是靠着惊人的想象力,给后世留下了一道千年数学谜题。

  张衡最重要的数学著作叫《算罔论》,听名字就透着一股高深莫测的味道。可惜到了唐代,这本神书失传,我们现在只能从三国刘徽、南北朝祖暅等人的引述中勉强拼凑他的数学人生。

  他最著名的操作,就是推算圆周率。怎么算的呢?他提出:一个立方体和它内切球的体积比是 8:5,按这个思路,他反推圆周率等于根号十,也就是大约3.162。

  南北朝祖暅跳出来说:等等,他其实算的是736/232≈3.1724!而更早的刘歆已经推到了3.1547……好家伙,比张衡还准?学术圈吵了一千多年都没停。还有学者坚信文献抄错了,张衡其实推的是730/232≈3.1466——如果是这个结果,那他就真·遥遥领先了!

  不管数字到底是多少,张衡最牛的地方在于:他压根没埋头测圆——而是从理念出发,用数学模型“硬算”!这种思维方式,简直超前得像穿越者。他不是在计算,是在解构天地运行的法则。他用数学读天、测地、制历、造仪……在他眼中,数学是哲学,是艺术,更是通往宇宙本质的密码。

  张衡堪称东汉版的“工程奇迹制造机”,做官写文章之余搞搞发明,每一项发明都闪耀着超越时代的光芒。除浑天仪和候风地动仪以外,张衡还发明了指南车、“独飞木雕”和机械日历,并改良了漏刻的构造,又被称为“木圣”。

  指南车是双轮马车,内置齿轮装置,即使行驶时多次转向,车上人像亦永远指向正南;张衡所造指南车在汉末战乱中被毁。

  自飞木雕是一只木鸟,有羽翼,腹内有机械,能飞起,张衡《应间》曾提到这只能飞的木雕:“木雕犹能独飞”。李约瑟推测自飞木雕以弹簧为动力,有推动直升陀螺的螺旋桨。

  张衡在漏刻使用虹吸管(称为“玉虬”),代替壶底的漏嘴,并在贮水壶和受水壶之间加入一个补偿壶,使计时更准确;受水壶盖上铸有个小塑像,左手持着可以上下浮动的垂直指示杆(“漏箭”),右手则指向指示杆上的刻度。

  机械日历“瑞轮蓂荚”像浑天仪一样,都是水力推动的,能显示月相和朔望月的天数。其名称由“瑞轮”(月亮别称)与“蓂荚”(传说中随月相生长的神草)组合而成。该装置通过水力驱动齿轮系统,以木质叶轮与金属皂荚构成机械结构,初一每日展开一片叶片,十五形成完整叶轮,十六起每日收纳一片,小月时末片焦枯不落.

  张衡从小学习刻苦,少年时就很会写文章。他熟读儒家五经,还喜欢钻研算学、天文、机械制造等,涉猎非常广泛。和汉代大多数文人一样,他年轻时最热衷的当属辞赋,尤其喜爱班固的《两都赋》。

  古代读书人讲究“读万卷书、行万里路”,不同于只能埋首书斋的穷书生,张衡有厚实的家底支撑,可以四处游学,开阔眼界、增长见闻。十六岁后,他离开家乡南阳,来到三辅地区(西汉旧都长安)游历。

  遍访关中古迹,发思古之幽情,平日所读历史在眼前鲜活起来。关中大儒名宿甚多,张衡在长安游学两年,也经常登门拜访,获益良多。

  《二京赋》是张衡的早期代表作品,在文学史上被誉为“长篇之极轨”,为讽谏安乐生活中王侯公卿的过度奢靡,张衡仿照班固的《两都赋》,殚精竭思十年。《西京赋》描写了长安的地势、宫殿的宏伟、城廓的宽大、市场的繁荣、商贾的欺诈、游侠的作风、园林中的游猎,《东京赋》追溯历史,从周、秦、两汉各代帝王,赞颂汉高祖、汉文帝、汉武帝等。

  《二京赋》虽篇幅长,但在汉赋中规模最为宏大。司马相如曾夸赞:“赋家之心,包括宇宙,总揽万物”。《二京赋》的传播,使张衡名声大振。除了它文字典雅,取材翔实,更由于它改变了辞赋专一阿谀颂德的陋习,开一代新风。

  张衡还创作了中国文学史上第一篇描写田园隐居乐趣的作品,也是汉代第一篇比较成熟的骈体赋《归田赋》,以田园归隐的主题,赞美民间的田园生活,山水景色使人心旷神怡,是汉赋中罕见的短篇。

  《归田赋》启导了陶渊明《归去来辞》等后世抒发归隐之情的作品,所写自然风景欢乐和谐,也启导王羲之《兰亭集序》等后世文章,是后世玄言诗的先驱。

  张衡还有另一个浪漫特长——绘画,可以说是炉火纯青。他和蔡邕一起,名列“东汉六大画家”之首。

  他画了一幅《地形图》,一直流传到唐朝。尊敬张衡的唐朝人在《历代名画记》里还编了个关于张衡的传说:张衡听说建州有个怪兽,便前去画它。怪兽怕张衡,不敢现身。于是张衡扔掉纸笔,怪兽以为张衡没法给自己画像了,才显露了真身。没成想,画技高超的张衡用脚指头在地上画出了怪兽样貌。

  虽然张衡的画作并没有保存到现在,但这个传说足以说明,从东汉一直到唐朝,张衡亦以画家这个身份享有盛誉。

  可以理解为,作为发明家和天文学家的他,免不了要进行很多画图工作,从而使张衡在绘画领域依然又一席之地,这样的绘画、发明家集一身的全才,比西方的达·芬奇(1452年-1519年)早了一千余年。

  从月球背面的“张衡环形山”到浩瀚星海中的“张衡星”,从精妙绝伦的浑天仪到预见地震的候风地动仪,从缜密推演的圆周率到文采飞扬的《二京赋》——张衡,这位生于南阳、光耀千年的跨界天才,用他的一生诠释了何为“格物致知”,何为“贯通天人”。

  当我们再次走进张衡的人生,不妨来到他智慧的起点,正源于河南南阳这片文化沃土。

  张衡博物馆,位于中国历史文化名城、省域次中心城市南阳市卧龙区北郊石桥镇,是我国东汉时期伟大的科学家、文学家、发明家张衡的诞生和长眠之地,是一座有关张衡的文献收集、科学研究、文物保护、宣传教育、观光旅游的专题性博物馆。

  张衡博物馆于1986年在南阳成立,博物馆馆藏1030余件文物,三级以上藏品600余件,类别有石、陶、瓷、金银、铜铁、书画等,馆藏精品有1956年10月时任中国科学院院长的郭沫若题词:

  该景区主要由张衡墓园和博物馆两大部分组成。博物馆部分主要有综合展厅、古天文馆、模拟地震馆、碑刻长廊、综合展厅等,全面介绍张衡的生平事迹、科学贡献、创造发明及文学成就,现已成为全国重要的文物旅游景区和青少年综合教育基地。

  1988年国务院公布张衡博物馆为全国重点文物保护单位,2004年中国科学院国家天文台将张衡博物馆命名为“青少年天文科普教育基地”,2006年共青团中央公布为“全国青少年教育基地”。

  穿越千年的星光不曾黯淡,张衡以他超越时代的天才与热忱,在浩瀚历史中刻下了属于中国的智慧坐标。他不仅是天文学家、数学家、发明家,更是文学家、画家与清廉官员——一位真正的“斜杠先驱”。他让我们看到,真正的卓越,从不受身份与时代的限制。

  如今,我们仍可在南阳张衡博物馆中与他“相遇”。那里不仅陈列着他一生的创造与梦想,更是一个让现代人贴近科学、感受文化、汲取灵感的精神之地。走进博物馆,就像推开一扇穿越东汉的窗,见证一位巨人如何以一生热爱,回应苍天与大地。

  [1] 人人动画网,张衡:科研能力胜于政治能力的高官,知乎,发布于2024年01月03日

  [2] 肖教授,中国很多牛上天的发明,都只是这个文科生的业余爱好!国馆微信公众号,2024年03月11日



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