关于张衡的各种信息
张衡[1]观测记录了2500颗恒星,创造了世界上第一个漏光的天球仪,第一个检测地震的仪器——候风地动仪,还制作了南导车、自动鼓车、飞万里的木鸟等等。
张衡著有32部科学、哲学、文学著作,其中天文著作有《灵仙》、《灵仙图》。
为了纪念张衡的功绩,人们将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,将小行星1802命名为“张衡小行星”。
20世纪中国著名文学家、历史学家郭沫若这样评价张衡:“这样一个全面发展的人物,在世界历史上也是不多见的,几千年来令人钦佩。”
后人称张衡为木圣。[编辑本段]史传张衡传(出自叶凡《后来的韩曙》)
原文:
张衡,字,南阳人。恒韶山属文,游于三辅。因为进了京城,看了国子监,学了五经,透了六艺。虽然只是凌驾于世界之上,却没有任何傲慢。往往从容不迫,不好交俗人。在永元中,养孝不好,连建府都不好。天下久矣,自诸侯多废。恒乃将班固的《二都》定为《二都赋》,因其具有讽刺训诫性。如果你仔细考虑,十年后你会成功的。邓芝将军如此有才,累了也不该叫他。
好平衡又聪明,特别会思考天文阴阳历计算。安迪听说了衡山的医术,以及公车拜大夫的特点,便转战太师岭。所以他研究了阴阳,做了奇妙的机器,做了浑天仪,写了《灵宪》、《论语》,写得很详细。
在舜帝开始,它被恢复为太史令。如果你不羡慕现在的世界,你生活的这个世界的官员,几年都不会迁徙。自从我离开历史学家的职位后,我已经复职五年了。
阳嘉元年,重建了风后的地动仪。它是用铜做的,直径八英尺。它被覆盖和提高,形状像一个酒雕像,装饰有篆书的龟,鸟和野兽的形状。其中全是柱子,八路,发动机熄火。外面有八条龙,第一条是铜丸,下一条是蛤蟆。张开嘴接受吧。它的牙齿制作巧妙,都藏在尊重里,覆盖面无止境。如果有地震,雕像会震动龙,机器会吐药丸,蛤蟆会抱着它。震动太刺激了,服务员都察觉到了。虽然易龙启动了引擎,但七歌没有动,四下里都是知道地震的地方。用东西考验它,它就像神一样。既然书上有记载,那就什么都不剩了。尝一龙之机,不知其意,京师士怪其无征。过了几天,帖子到了,陇西地震了,大家都服气了。从那以后,它让历史学家记住了该做什么。
当政事逐渐受损,权力移向下层,平衡建立在过去的基础上。……
当初武功好谶,描述了宪宗、苏宗印的祖上。自中兴以来,儒者争奇斗艳,地图经纬之学,附以恶言。平衡是虚无缥缈的,不是圣人法则,而是稀疏法则。……
移服后,皇帝领路,讽刺讨论。试问天下那些多病多恶的人。宦官们怕自己自取灭亡,都面面相觑,天平似是而非。我怕自己最终会因此而受害,所以干脆全怪它。
恒常想身体之事,以为好坏全靠身体,难以理解。它被写成“斯·傅玄”来表达感情。(司简介)
永和之初,为河相。当时国王骄横,不遵宪法;多么狂妄,多么正确,这完全是一种不当行为。权衡出车,统治威严,完善法度,以殷知奸臣之名姓,一时集禽,谓之政治。三年来,我写信乞骨拜臣。六十二年,永和四年卒。
崔原在撰写《周官》训诂时,认为自己不能异于其他儒学。想照着孔子的《易经》说“荀”“象”不全的人是做不到的。诗32首,赋、明、七言诗、陵县诗、应县诗、七边诗、诗、行图诗。【编辑本段】人物张衡的一生出生于一个贵族家庭。他的祖父张堪从小被称为圣童,曾经给了他的侄子价值百万的传家宝。光武帝即位后,推荐张堪拜官。公孙述曾任蜀郡太守,与傅韩一起讨伐蜀郡,立下了汗马功劳。后来领兵讨伐匈奴,拜渔阳(今北京附近)为太守。数千骑兵用来破匈奴进攻的一万骑兵。此后,在他任职期间,匈奴人再也不敢侵扰。他还教人民种田,开垦了8000公顷稻田,人民由此致富。所以有民谣赞美他,说“张君为政治喜出望外”张堪是个清官。攻蜀时第一个攻成都,却从公孙述留下的堆积如山的财宝中一无所获。蜀郡号称天府,但张堪调离蜀郡知府时,坐的是一辆破车,只带了一卷布匹和被子。
张衡和他爷爷一样,从小学习刻苦,很有文采。16后离开家乡出国留学。他先去了当时的学术文化中心三福(今陕西Xi)。这一带壮丽的山河和雄伟的秦汉古都遗址,为他提供了丰富的文学创作素材。后来他去了东汉的都城洛阳。在那里,他上了当时的最高学府国子监,结识了青年学者崔元,并与他成为挚友。崔原是当时学者、天文学家贾逵的学生,对天文、历法、数学也很精通。永元十二年(公元100年),张衡被南阳知府保德请为主簿,主管文书工作。八年后,保德调任京师,张衡辞职在家居住。在南洋期间,他潜心研究天文、阴阳、历算等,并反复研读西汉杨雄的《玄晶》。他在这些方面的名气引起了汉武帝的注意。永川五年(公元111),张衡被召至北京,拜为大夫。
元元年(公元114),迁商。次年,迁太史令。后来,他被调到其他岗位,但五年后,他又被恢复为太史令。总之,他担任这一职务达14年,张衡的许多重要科研工作都是在这一时期完成的。舜帝阳嘉二年(公元133),升为助理中学。然而,他很快就遭到宦官的诽谤。于永和元年(公元136年),他被调到北京担任河间王刘正的相。刘正是一个不遵守中央法典的傲慢而奢侈的人。很多地头蛇都跟他违法。张衡上任后,法纪严明,打击豪强,令众人肃然起敬。三年后,他要求舜帝退休,但法院让他成为一名官员。这就有些奇怪了,因为尚书的官职比史忠或项低得多,他是否申请,历史上并不清楚。就在这一年(永和四年,即公元139年),他去世了。[编辑本段]学术成就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。这是一个漫长的阶段,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。人眼看到的地面是平的,在天空的中心,“从地面到天空,八极中的一半;那么土地的深度是一样的。”由此可见,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。
(5)关于月食的原因。在张衡之前,人们就已经知道了日食发生的原因。西汉刘向曾说:“日蚀必被月遮”(见《开元詹静》卷九)。东汉王充在《论衡说日篇》中引用了别人更露骨的说法:“或者说,月食也是遮蔽的。”太阳在上面,月亮在下面,被太阳的形状挡住了。“对于月食的原因,张衡之前并没有明确的解释。大概是鉴于这种情况,张衡在《陵县》中没有提及日食的成因,而是专门论述了月食的成因:“月,光生于太阳;出生在阳光下。白昼充满光明,白昼充满光明。星星在发光,因为水变成了光。一天的奔波,光线往往不一致,也是满地的,这叫虚。在星星里,月亮会吃东西。“这段话,说的是月亮本身不发光,太阳照在月亮上产生明月。月球之所以有亏空部分,是因为得不到阳光。因此,当月亮和太阳相对时,就会出现满月。随着月亮越来越靠近太阳,月亮的亏空越来越大,最后完全消失。这样的月相理论,在《周髀算经》一书中已有大致表述:“日头照月,月色生,故成明月。"西汉方婧说得更清楚:"前师以为日如弹丸,月如镜;或以为月如弹丸,阳光灿烂,不亮则暗”(《开元詹静》卷一)。张衡的月相理论和他们的没有本质区别。突出的是张衡强调月相与日月相对位置的关系。但这样一来,人们自然要问了,既然“日全食”,为什么那一天有时会出现月食呢?对此,张衡回答:“盖在地下”,即地球挡住了太阳光,使太阳光无法到达月球。张衡把这片土地产生的阴影命名为“虚”。当月亮进入虚空时,月蚀就发生了。《陵县》对月食原因的解释非常科学。
但是,仔细想想,人家又会问问题了。根据灵仙的天地结构,地球是一个半椭球体,其下部与天球紧密接触。那么:(一)要使太阳和月亮沉入地平面,在地下运动,太阳和月亮只能是两个没有厚度的圆面,这就和上面说的月相理论相矛盾了。(二)当太阳沉到地平线以下时,光线会被半球完全遮挡,任何时候都不会投射到月球上。这样,月亮在晚上应该总是看不见的,所以根本不存在月食的问题。要解释这两个矛盾,只能认为陵县的土地有两种不同的含义。第一个意义是地球相对于天空,是一个半椭球体。第二层意思是相对于太阳和月亮,是悬挂在天球中心的小固体。或者,我们可以把这两个意思统一起来说:天空中单独悬挂的是一块陆地,另一块陆地上全是水,所以可以和天球的下半部分紧密结合。在这种认识下,太阳和月亮仍然可以是一个球;但太阳到达水面后,阳光仍然可以穿透水面,照在月球上,只有那块相对较小的陆地才能产生虚空。当然,在这样推测的时候,需要补充一点,在张衡看来,水是一种透明度很高的物质,所以深入地下后的太阳光仍然可以穿透厚厚的水层,照射到月球上,从而产生明月。
(6)关于五星运动。《灵宪》提出了四条极有价值的意见。第一,日月五星不在天球的球壳上,而是运行在天地之间,离地面的距离不同。第二,这七个天体的运动速度不同。靠近地面的速度快,远离地面的速度慢。第三,灵仙用天道之力解释为什么行星会有停留、逆转、延迟、超速等运动变化。近日晚,远日快。如果你这样做,你会弯曲,如果你弯曲,你会留在后面。如果你留了回来,你就违背了,那就晚了,你就被上天逼了。").第四,五星根据离地距离和运行速度可以分为两类。一类附月,属阴,包括水星和金星。另一种是依附于太阳,属于太阳的,包括火星、木星、土星。
灵仙以上四点很有意思。第一点可以说是基本正确的,虽然实际情况比这个概括要复杂得多。第二点和古希腊人的想法完全一致。在中国,张衡之前无人提及,张衡之后也无人关注,极大地限制了中国古代数理天文学的发展。第三点虽然很模糊,完全不正确,但显然是在寻求解释行星运动是向后和向前的力学原因。这种努力本身就值得写进整个天文学史。65,438+0,500多年后,王希禅在《五行释》中也提到了类似的思想,并进一步提出天空有一种类似于磁铁的力量将针吸向太阳、月亮和五星。王羲之思想的机制更加清晰。虽然张衡和王希禅的想法不正确,但行星及其卫星(月球是地球的卫星,地球是行星)的运动确实受万有引力定律支配。因此,考察这些天体运动中的力学原因,无疑是一个正确的方向。在西方,张衡之后的1000多年,仍然没有关于这个力学原因的讨论。许多伟大的希腊天文学家只详细描述了太阳、月亮和五颗星星的运动,却从未想到解释它们的力学原因。机械原因的讨论是在16世纪科学革命开始后才提出的。第四点也很有意思。灵仙的行星分类,只是太阳系内行星和外行星的分类。当然,现在我们知道包括地球在内的所有行星都是围绕太阳转的,而月球是围绕地球转的。所以“依附月球”的说法当然是错误的。之所以出现这种错误,是因为张衡和其他古人一样,把月亮当成了阴的代表。但从内行星、金、水的运动来看,人们看到的很少与外行星完全不同。即系外行星只能从东方的早晨开始一个会合周期。另一方面,内行星不仅可以在一个交会期内从东方升起,也可以像月亮一样在西方暗淡下去。正因为这种西出的相似,灵仙才提出了它依附于月亮的说法。
(7)关于星官。天空布满了星星,古人为了识别和观察它们,把它们组合成一组星星。这些星群从一颗星到几十颗星不等。这样的群星被古人称为星官。由于天文学家的选择和组合方法不尽相同,形成了许多不同的星官体系。至张衡时代,流传于世界各地的星官制度包括以《史记·天官书》为代表的星官制度、石、甘、黄帝及“占海人”等制度。张衡对这些各具特色的体系进行了比较、整理和总结,发展出一套恒星数量最多的新体系。《灵宪》记载“中外官总智二十四,可名三百二十,为二千五百星,但海人比例不存。”张衡对这一星官体系的整理,比天文学家陈卓总结甘、石、吴宪三星官的时间早了100多年,而且包括的星官、星比陈卓多得多(陈卓以1464星总结了283个官),其成就当然大于陈卓。可惜张恒星官制失传,这是我国观星史上的一大损失。
其中一个与恒星官方有关的问题是,在《灵贤》中提出,星空中还有一种“微卫星”,即非常微弱的恒星,其数量为11520。这个数字严格来说并不是来自实测,而是来自《易经》中神秘的“万物之数”。数字当然是不正确的。但张衡认为,微星是存在的,而且数量比亮星多得多,这是符合客观实际的。
(8)流星和陨石。天空中,除了太阳,月亮和星星。包括行星和恒星在内的恒星是常见的成员,流星等天体也时有见到。《灵宪》认为“及其(据:指三光)衰,神歇,故有陨石。但是,星星掉下来,到了地上就是石头了。”在这里,张衡继承了前人“星落于地也是石”(《史记·天官书》)的观点,对陨石的来源作出了较为正确的解释。同时,张衡还探讨了陨石的成因,与日月星辰的衰亡有关。虽然这种想法并不正确(太阳系中有一些大大小小的流星体,它们在运行中遇到地球就变成了流星,进入大气层后由于摩擦而燃烧;大型流星体在大气中燃尽之前就落到地面,成为陨石,但每个天体都有一个“衰落”和死亡的阶段,这是一个非常科学的结论。张衡的思想很辩证,也是西方古代天文学所欠缺的。
与陨石相关联的还有《陵县》对星辰产生的解释:“地上有山,以宣其气,聚星辰。星辰亦生于地,炼于天。”这种认为恒星诞生于地球的观点当然是完全错误的。是当时流行了几百年的天地对应思想的反映。《灵仙》说:“似在天上,似在地下。天有九处,地有九域。天有三日,地有三形。有一些图像是有效的和有形的。情志不同,同理心薄,顺其自然而生。”这些所谓的天地对应,纯属主观臆断,在内涵上没有科学联系。比如所谓的九天之地(也就是古人所说的九天)、九域之地(也就是九州),都是中国古人人为划分的。因此,这种对应是纯数字耦合。但张衡之所以会有山的本质上升为星的想法,是因为他看到的流星都是石头,而山是石头最多的地方。石头怎么能上天?所以难免认为这就是山的本质,可以升天,可以成星。这些反映了陨石来自外太空的观点。在西方,直到17世纪,仍有天文学家认为陨石并非来自地外。
《灵宪》作为一部优秀的古代天文著作,仍有许多不足之处。除了上面提到的几点,比如嫦娥奔月的神话就是作为事实记载的,甚至还有说嫦娥入月后变成了癞蛤蟆。至于文中透露的星占学的各种思想,那是当时整个时代的风气,不必苛求张衡。总之,灵仙虽有不足之处,但在天文学史上的意义并不逊色。梁代刘钊称赞张衡为“天文之奇,一代之最”,其评价的主要依据之一就是《灵宪》这部杰出的著作。