Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (旅行), 信区: Astronomy
标  题: 二、张衡的天文工作成就
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年10月19日16:05:25 星期天), 站内信件

张衡（78—139年），字平子，河南南阳人，是东汉时期杰出的科学家。他在天文
学、数学、地震学、地图学以及文学、绘画等领域均成绩卓著。他曾先后二次任太
史令，时达十四年之久，所以在天文学上的贡献也最大。

张衡曾对恒星进行了长期的观测与统计工作，他把星空共划分成444个星官，计得
2500颗恒星，这一成果大大超过了石申、甘德的同类工作。他还观测得太阳和月亮
的视直径均为半度，相当于360°制的29.6′，这与现代所测的太阳、月亮视直径
已比较接近。

他也十分积极地参与当时关于历法问题的论争与研究。他极力主张用月行九道法（
由月亮运动不均匀性的认识推导出来的月亮实际行度的计算法）来改进东汉四分历，
以更准确地推算朔日的时刻。这一主张虽未被采纳，但这是试图用定朔法替代平
朔法的一次早期努力。此外，张衡还创立了黄道宿度和赤道宿度二种不同坐标值之
间相互换算的计算方法，初步解决了历法计算中一个相当重要的课题。这一方法后
来被刘洪纳入乾象历中。

在天文学理论上，张衡多有建树，《灵宪》一文可以说是这方面的专门论著。他认
为，在阳光的照射下，地总是拖着一条长长的影子——暗虚，当日月相望并发生在
黄白交点附近时，由于月体与暗虚相遇，自身不发光的月亮就要发生亏食现象，这
是我国古代月食理论的经典性论述。张衡把日、月、五星在恒星间运动速度的快慢，
同它们与天距离的远近联系起来考虑，认为其间关系为：“近天则迟，远天则速”，
这反映了张衡关于日、月、五星与地球的距离有远有近的思想。他还对日、月
出没与中天时视大小变化的现象进行过讨论。他以为，当日初出时，天空背景和观
测者所处的周围环境都比较暗，所以看起来太阳的圆面就大些，而当日中时，则相
反，这与“火当夜而扬光，在昼则不明”的道理是一样的。

关于宇宙的理论，张衡认为宇宙是在演化着的，其过程可分为三个不同的阶段：从
只存在一切虚无的空间（“溟涬”阶段），到生成浑沌不分的元气（“庞鸿”阶段
），到元气分离为阴阳二气，又由于刚柔、清浊、动静等物理因素的作用，和“自
然相生”的事物内部机制，逐步形成天地万物（“天元”阶段）。在张衡看来，后
一阶段都是前一阶段长期渐变的结果，前后二个阶段之间又是由突变的方式相衔接
的。张衡的这一学说，是在先秦以来，特别是《淮南子·精神训》中所阐发的有关
理论的基础上，所作的新概括和发展。另外，张衡还认为“宇之表无极，宙之端无
穷”，这则是关于宇宙无限论的精辟论述。

张衡还是天文仪器制造大师。他是新型的计时仪器——补偿式漏壶的发明者。在张
衡以前的漏壶，均存在漏水流速先快后慢的弊病，为此张衡设计了二级漏壶（上为
A壶，下为B壶），A壶（称补偿壶）的水不断补充进入B壶，使得B壶的水位大致保
持不变，也就使得由B壶流入起量度时间作用的箭壶的漏水流速基本恒定，从而提
高了时间计量的准确度。张衡还创制了我国古代第一台自动的天文仪器——水运浑
象，它以漏壶流出的较均匀的漏水为原动力，通过浑象内部装置的齿轮系等的传动
和控制，自动地、每日大体均匀地驱动浑象绕天轴旋转一周，从而似近正确地演示
有关天象，同时又可以形象地说明浑天说的正确性。关于张衡对浑天说的阐明，下
面我们就要谈到。

--
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.239.188]