张衡有哪些贡献？

张衡是一位多才多艺的科学家。他的成就涉及天文学、地震学、机械技术、数学、文学艺术等诸多领域。张衡在天文学上有两个最重要的工作——写灵线和制作浑仪。此外，还研究了历法。《灵宪》是张衡关于天文学的代表作，充分体现了张衡在天文学方面的成就和发展。原文为《后汉书》刘钊注所引，代代相传。本文介绍的天文学要点如下:(1)宇宙的起源。灵仙认为，宇宙本来就是一个无形无色的阴精，安静而孤独。这是一个很长的阶段，叫做“我”。这个阶段就是道的根本。从道根开始，树干产生了，气体有了颜色。但“混沌不辨”，你看不到任何形状，也无法测量它的移动速度。这种气体被称为“太素”。这是另一个漫长的阶段，叫做“庞鸿”。有了树干，物体就开始产生了。此时“元气判，刚分，浊分，性在外，地在内。”天地合作产生万物。这个阶段叫“太玄”，也就是道的实相。灵仙把宇宙演化的三个阶段称为“道根”、“道干”、“道实”。在解释混乱的太素气时，我引用了《道德经》中的一句话:“物和而生，自然而生。”这些都解释了《灵宪》中宇宙起源的观念，它源于老子的道家哲学。《灵仙》的宇宙起源学说与《淮南子·天文训》非常相似，但《淮南子》认为气清浊后，“清阳者疏茂，重浊者滞。”天地，盖天是这么说的。灵仙主张清气所制之天在外，浊气所制之地在内，这就是浑天之说。总之，张衡继承和发展了中国古代的思想传统，认为宇宙不是天生完美，而是有一个产生和演化的过程。以张衡为代表的思想传统，与西方古代认为宇宙的结构是永恒不变的思想传统大相径庭，但与现代宇宙进化论的精神有异曲同工之妙。(2)关于宇宙的无限性。战国时期对“尸”的定义是这样说的，“上下四面八方谈宇宙，谈古今。”空间是空间，宇宙是时间。中国的传统思想是连接空间和时间。这也与西方古代把它们视为两个独立概念的观念大相径庭。然而，中国和西方一样，一直在争论它们是有限的还是无限的。《庄子》里有一句话，宇宙在空间和时间上都是无限的。西汉末年，杨雄认为“为宇宙合天，为宇宙开天”是有空间限制的，有时间起点的。尽管张衡长期研究杨雄的《太玄经》，并深受杨雄的影响，但他不愿在宇宙的无限中追随杨雄。灵仙认为，人的眼睛所看到的世界的大小是有限的，但超出这个范围，人就会“不知道它，也不知道它”。不知道也不知道，宇宙也叫。余之表无穷，宇宙之末无穷。“宇宙在空间上没有边界，在时间上没有起点。杨雄的思想和天文学中最著名的大爆炸宇宙论在终极本质上是相通的。但张衡的结论与当代辩证唯物主义哲学是一致的。看来有限宇宙的问题要争论很久了。(3)关于天地的结构。灵仙形容天空是星星所在的地方。是一个极小偏心率的椭球体:“八极的维度是直径232300里。南北缩短千里，东西加宽千里。如果穿过去，就尴尬了。“天空中有一个北极，枢星就在这个位置。太阳、月亮和五颗星星都围着它转。天上还有一个南极，在地下，人看不见。人眼看到的地表面是平的，在天空的中心，“从地到天，半在八极；“那么土地的深度是一样的。”可见张衡心目中的土地是一个半球。在地面上，如果用8英尺高的表在同一天中午测量日影的长度，那么在南北相隔千里的两个位置上测得的日影长度之差就是1英寸。为什么认为天地是椭球结构？我们无法理解，或许，一种可能是我们被传统束缚了。早在《鲁春秋》中就提到“四海之内，东西二万八千里，南北二万六千里”，东西比南北长两千里。这两个数值在《淮南子摔法训练》中也有引用。可见古人大概是认为天地之物长于南北之物。视界理论和“面影之差为1寸”曾被认为是盖田理论的内容。但是，认为《灵宪》的天地结构是遮天之说是不恰当的。浑天模型和盖天模型的主要区别在于浑天的天空是球形的，它可以转向地面。天空不仅有来自地面的北极，还有隐藏在地下的南极。遮天的天，要么像盖一样盖在平地上(最近称为第一遮天论)，要么与地面形成两个平行面(最近称为第二遮天论)。简而言之，天空永远在地面之上。天上只有北极，不可能有南极。所以，从对天的结构的理解来说，灵仙只能归为浑天之论，而不能归为遮天之论。关于土地问题，必须指出，历史上的泥盖之争主要在于天，而不在于地。直到唐朝一行彻底否定了日影1寸远的老话，浑天说中仍然存在地平的概念。即使经过一番争吵，直到西方天文学的传入，中国仍未能建立一个清晰的球形地球的数学模型。相反，《灵贤》中的“天圆地平”理论仍然占据着重要地位。(4)关于太阳和月亮的角直径。《灵宪》记载太阳和月亮的直径是“全天周的七分之一”。现代通用角度单位是29’21”。【根据钱宝琰的考证，认为《灵贤》中“(日、月)的直径为该日一周的七分之一，地阔的二分之一”应更正为“(日、月)的直径为该日一周的三分之一，地阔的三分之一”。那么太阳和月亮的角直径应该是29' 35.3 "】。与现代天文学测得的日、月平均角直径31′59″和31′5″相比，误差只有2′左右。以两千年前的观测条件来说，张衡的测量是准确的。张衡以前的《周髀算经》中也介绍了一个观测结果:一根8尺高的杆子垂直立在地上，每当太阳越过子午线时，就测量杆子的影子长度。当影子长度为6英尺时，用8英尺长、孔径为1英寸的竹筒观看太阳。《周快》《suan经》认为此时的太阳视圈只是一圈竹筒。因此，根据“千里之差为1寸”的比例关系，得出此时太阳与人眼的距离为10万里，则太阳的线径为1250里。因为“千里之差1寸”等基本出发点都是错误的，所以《周平行计算》这本书得出的结果是极其荒谬的(太阳的线的直径实际上是1.39 . 5438+0万公里)。就观测本身而言，周弼舒静的结果也相当粗糙。按竹筒长8英尺，口径1英寸计算，太阳角直径为42′58″。误差比陵县大很多。