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中國天文學發(fā)展的歷史是悠久的。到漢代已有蓋天、宣夜和渾天等學派。蓋天說認為，天如蓋，蓋心是北極，天蓋左旋，日月星辰右轉(zhuǎn)。宣夜說認為天無定形，日月星辰“自然浮生虛空之中”，并不附著于“天體”之上。渾天說認為天如蛋殼，地如蛋黃，天地乘氣而立，載水而行。

宣夜說后來不幸失傳了，蓋天、渾天兩說并行，競相爭鳴，比較科學的渾天說漸占上風。同時，觀測天象的儀器也不斷出現(xiàn)，如武帝時洛下閎制造了渾天儀，宣帝時耿壽昌又造了渾天儀，和帝時崔瑗的老師賈逵更制造了黃道銅儀。[1]

張衡繼承和發(fā)展了前人的成果。任太史令后，他更加勤奮地“研核陰陽”，終于“妙盡璇璣之正”。元初四年（公元117年），一件成就的銅鑄渾天儀，被張衡造了出來。渾天儀主體是幾層均可運轉(zhuǎn)的圓圈，外層周長一丈四尺六寸。各層分別刻著內(nèi)、外規(guī)，南、北極、黃、赤道，二十四節(jié)氣，二十八列宿，還有“中”、“外”星辰和日、月、五緯等等天象。儀上附著兩個漏壺，壺底有孔，滴水推動圓圈，圓圈按著刻度慢慢轉(zhuǎn)動。于是乎各種天文現(xiàn)象便赫然展現(xiàn)在人們眼前。這件儀器被安放在靈臺大殿的密室之中。夜里，室內(nèi)人員把某時某刻出現(xiàn)的天象及時報告給靈臺上的觀天人員，結(jié)果是儀器上、天上所現(xiàn)完全相符。

小的渾天儀模型制成后，作為試驗，試驗準確了，然后再用銅來鑄成正式儀器。在張衡謹慎、細心操作下，耗費了許多心血，經(jīng)過了一年多的努力，這個儀器終于制造成功了。因為這個儀器是根據(jù)渾天理論來制造的，所以張衡就把那個用竹蔑編成的模型叫做“小渾”，銅鑄的就定名叫做“渾天儀”。張衡的渾天儀在好些地方和近代的假天儀相似，不過近代的假天儀當然比它精密得多。


















那天，西面的龍嘴里的銅球落下來了，于是，張衡斷定是京都西面發(fā)生了。 地動儀是根據(jù)慣性原理設(shè)計的。發(fā)震之后，波傳來，地動儀中間的“都柱”（類似于慣性運動的擺）就受到震動，朝那個方向偏動，通過杠桿，使那個方向的龍嘴張開，銅球墜落。 在1800多年前，張衡能夠制造出這樣的精巧、靈敏、準確、造型美觀的儀器，實在令人嘆服！ 張衡的祖父張堪，曾當過蜀郡太守。到張衡出生時，家道已經(jīng)衰落，生活貧苦。但是張衡有志氣，他說過：“不患位之不尊，而患德之不崇；不恥祿之不伙，而恥智之不博?！币馑际钦f：“不擔心自己的地位不高，而擔心自己的道德不高尚；不應(yīng)當為收入菲薄而害羞，而應(yīng)當為知識不廣博而害臊?！?br />