历史上的伟大成就——浑天仪、地动仪,全能型人才张衡有多厉害?
历史上的伟大成就——浑天仪、地动仪,全能型人才张衡有多厉害?
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可能说起科学之类的字眼,很多人第一想到的是18、19世纪西方科学的发展,确实,古代中国在这方面比较欠缺,但其实也不至于到全无的地步,要说起来,中国人的研究能力也是相当强悍的,比如早在东汉时期,就有人对天文和地质学做出巨大影响了。
张衡,一个文理兼备、濯清涟而不妖的boy。文学上,《二京赋》、《归田赋》足以体现出他的文采,且他的头上还有汉赋四大家之一的称呼。仕途上,张衡也算是顺风顺水,基本没受到什么大的挫折,只是他志不在仕途,经常辞官回家搞研究,要知道,要在古代的名人间找到一个不经常被贬被陷害的人有多难。
当然,张衡的人生重点是在科学研究上。在当官的几十年里,这位技术宅一直醉心于学术科研,既是出于对政治腐朽的无奈和摆脱,也是他个人的兴趣爱好。
现在看张衡的成就,他发明了以水力推动的浑天仪、能够探测震源方向的地动仪,还发现了月食的原因、绘制记录2500颗星体的星图、计算圆周率准确至小数点后一个位、解释和确立浑天说的宇宙论等等。
或许按现在的眼光来看,张衡的这些作品都不尽完美,但不以当时的历史眼光去看待历史的态度都是耍流氓,每个时代都有每个时代的特点和局限。
为什么我们会觉得张衡厉害,因为在那个流行经学、遍地都是在研究晦涩难懂的学说的人群之中,能跳脱出这个局限,可见张恒的目光和心胸之广大。“上下四方曰宇,古往今来曰宙。宇之表无极,宙之端无穷”,天地之大,在宇宙之间,所有人不过是一粒尘埃罢了。
修造浑天仪
公元115年,汉安帝听说张衡在天文上有高深的造诣,就任命张衡为太史令,掌管“天时、星历”。在这期间,张衡发现观天象的仪器已经很陈旧了,根本无法继续使用,于是,为了好好观察研究,他修造了浑天仪。
浑天仪简单来讲就是观天仪器,其发明者是西汉的落下闳,但以张衡改进的最为出名。浑天仪用精铜铸成,主体是一个球体,可以转动,代表天球。球面上还有天球赤道圈和黄道圈,二者成24°夹角,分列有24节气。在球的表面上还列有28星宿和其他恒星。
为了使浑天仪自行运转,张衡运用齿轮和漏壶流水的力量来进行推动,并巧妙地让浑天仪一昼夜运转一周,这样就把天象变化形象地演示了出来。这也就是张衡所改造的水运浑象,是世界上第一架有明确记载的用水力发动的天文仪器。
在天文学上,张衡除了浑天仪,还科学地解释了“月光”、“月蚀”和昼夜发生变化的现象,月球本身并不发光,是“魄生于日之所蔽”,即月光其实是日光的反射,这些知识放在今天可能人人都知道,但站在当时的历史来看,真的是十分了不起了。
地动仪
浑天仪之后,地动仪是张衡最出名也是最突出的成就。说起发明地动仪,除了因为东汉时期地震频繁,还和当时社会上的崇信的“谶纬”有关。
“谶纬”简单来说,就是古代的一种预言,一些巫师、方士经常制造一种隐语,或是通过观看天象变化,来预测吉凶。在简单来讲,“谶纬”就是神学迷信的产物,就是用来忽悠人的智商税。
但在东汉时期,这种“谶纬”之学十分流行,甚至到了猖獗的地步,很多巫师、方士见缝插针地将“谶纬”神学和经学联系起来,既污染了儒家经典,也深深触怒了张衡这位具有进步思想的好学生。
张衡先在言语论述中批驳“谶纬”,指责这不过是一些巫师装神弄鬼的虚妄之言,根本没有预言的能力,这很容易论证,要是能预言,之前那些帝王哪会让自己的王朝覆灭,人家占卜一下,不就可以避开了吗?
在实际行动上,张衡则是科学力max地发明了地动仪。由于东汉时期中原一带经常发生地震,而古人对地震又搞不清原理,所以也就很自然地往什么天意方面解释了,比如用外戚专权来解释地震,说这是天谕警示。
因此,张衡就想造一台能测定地震的仪器,以便及时掌握全国各地的地震情况。“以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机……”公元132年,地动仪制成了,这是世界上第一架观测和记录地震的仪器。
据《后汉书·五行志》记载,这架地动仪曾准确报告了离洛阳千里之遥的陇西发生的大地震,因此,地动仪受到人们的高度信任。
时间来到现在,由于历史太过久远,关于张衡地动仪的记载,实际上也不过百来字。而其形状之类的相关记载,早就无法真正得知了。不过,我们每个人却都“看见”过地动仪,也就是教科书上的那个。
实际上,教科书上的地动仪是由史学家王振铎于上世纪50年代左右复原出的概念模型。
“圆径八尺”、“形似酒尊”、“合盖隆起”、“外有八龙首衔铜丸”、“下有蟾蜍承之”,尽管有关于地动仪的记载,但也确实寥寥无几,而且古代的文字都很简练,这个复原也是有相当难度的。
近年来,关于这个入选了历史教材的地动仪模型,也一直受到争议,有人指出,王振铎虽然复原出了地动仪的模型,但是模型的内部结构缺乏合理性,龙口中的铜丸无法吐下来,也就无法检测地震。还有人说,地动仪根本就无法检测地震,从它在历史上的消失就可以得出这个结论。
关于地动仪的探索仍在继续,也不曾停下,不管如何,张衡在那个时代所绽放出的光芒和他对宇宙、对科学的探索,都足以称得上的伟大的成就了。我们推崇张衡,并不单单因为他制造了这些精巧的事物,而是因为张衡的探索思路和精神,张衡可以说是中国历史上的第一位科学家。
人类社会,正是因为有了科学的加入,才能如此迅速地发展,大胆假设,小心论证,张衡具有这样的科学精神,虽然中国并没有在那个时代在这方面有进一步的发展,但张衡的存在,绝对是特殊而有意义的。