中文名:張衡
別名:平子。
國籍:中國(東漢)
民族:漢族
出生地:河南省南陽市
出生日期:公元78年
死亡日期:公元139年。
職業:尚書，政治，科研，寫書。
信仰:老莊，孔孟，
主要成就:開創了中國天文地理研究的先河。
代表作品:靈仙、地動儀、四愁詩。
張衡是壹位多才多藝的科學家。他的成就涉及天文學、地震學、機械技術、數學、文學藝術等諸多領域。張衡在天文學上有兩個最重要的工作——寫靈線和制作渾儀。此外，還研究了歷法。《靈憲》是張衡關於天文學的代表作，充分體現了張衡在天文學方面的成就和發展。原文為《後漢書》劉釗註所引，代代相傳。本文介紹的天文學要點如下:(1)宇宙的起源靈仙認為宇宙原本是壹種無形無色的陰精，寧靜而孤獨。這是壹個很長的階段，叫做“我”。這個階段就是道的根本。從道根開始，樹幹產生了，氣體有了顏色。但“混沌不辨”，妳看不到任何形狀，也無法測量它的移動速度。這種氣體被稱為“太素”。這是另壹個長的階段，叫做“龐鴻”張衡紀念郵票。
。有了樹幹，物體就開始產生了。此時“元氣判，剛分，濁分，性在外，地在內。”天地合作產生萬物。這個階段叫“太玄”，也就是道的實相。靈仙把宇宙演化的三個階段稱為“道根”、“道幹”、“道實”。在解釋混亂的太素氣時，我引用了《道德經》中的壹句話:“物和而生，自然而生。”這些都解釋了《靈憲》中宇宙起源的觀念，它源於老子的道家哲學。《靈仙》的宇宙起源學說與《淮南子·天文訓》非常相似，但《淮南子》認為氣清濁後，“清陽者疏茂，重濁者滯。”天地，蓋天是這麽說的。靈仙主張清氣所制之天在外，濁氣所制之地在內，這就是渾天之說。總之，張衡繼承和發展了中國古代的思想傳統，認為宇宙不是天生完美，而是有壹個產生和演化的過程。以張衡為代表的思想傳統，與西方古代認為宇宙的結構是永恒不變的思想傳統大相徑庭，但與現代宇宙進化論的精神有異曲同工之妙。(2)關於宇宙的無限性，戰國時期對“死屍”的定義是說，“上上下下，上古下今。”空間是空間，宇宙是時間。中國的傳統思想是連接空間和時間。這也與西方古代把它們視為兩個獨立概念的觀念大相徑庭。然而，中國和西方壹樣，壹直在爭論它們是有限的還是無限的。《莊子》裏有壹句話，宇宙在空間和時間上都是無限的。西漢末年，楊雄認為“為宇宙合天，為宇宙開天”是有空間限制的，有時間起點的。盡管張衡長期研究楊雄的《太玄經》，並深受楊雄的影響，但他不願在宇宙的無限中追隨楊雄。靈仙認為，人的眼睛所看到的世界的大小是有限的，但超出這個範圍，人就會“不知道它，也不知道它”。不知道也不知道，宇宙也叫。余之表無窮，宇宙之末無窮。“宇宙在空間上沒有邊界，在時間上沒有起點。楊雄的思想和天文學中最著名的大爆炸宇宙論在終極本質上是相通的。但張衡的結論與當代辯證唯物主義哲學是壹致的。看來有限宇宙的問題要爭論很久了。(3)關於天地的結構，靈仙把天空描述為星辰所在的地方，是壹個偏心率極小的橢球體:“八極的維度是直徑232300裏。南北縮短千裏，東西加寬千裏。如果穿過去，就尷尬了。“天空中有壹個北極，樞星就在這個位置。太陽、月亮和五顆星星都圍著它轉。天上還有壹個南極，在地下，人看不見。人眼看到的地表面是平的，在天空的中心，“從地到天，半在八極；“那麽土地的深度是壹樣的。”可見張衡心目中的土地是壹個半球。在地面上，如果用8英尺高的表在同壹天中午測量日影的長度，那麽在南北相隔千裏的兩個位置上測得的日影長度之差就是1英寸。為什麽認為天地是橢球結構？我們無法理解，或許，壹種可能是我們被傳統束縛了。早在《魯春秋》中就提到“四海之內，東西二萬八千裏，南北二萬六千裏”，東西比南北長兩千裏。這兩個數值在《淮南子摔法訓練》中也有引用。可見古人大概是認為天地之物長於南北之物。視界理論和“面影之差為1寸”曾被認為是蓋田理論的內容。但是，認為《靈憲》的天地結構是遮天之說是不恰當的。渾天模型和蓋天模型的主要區別在於渾天的天空是球形的，它可以轉向地面。天空不僅有來自地面的北極，還有隱藏在地下的南極。遮天的天，要麽像蓋壹樣蓋在平地上(最近稱為第壹遮天論)，要麽與地面形成兩個平行面(最近稱為第二遮天論)。簡而言之，天空永遠在地面之上。天上只有北極，不可能有南極。所以，從對天的結構的理解來說，靈仙只能歸為渾天之論，而不能歸為遮天之論。關於土地問題，必須指出，歷史上的泥蓋之爭主要在於天，而不在於地。直到唐朝壹行徹底否定了日影1寸遠的老話，渾天說中仍然存在地平的概念。即使經過壹番爭吵，直到西方天文學的傳入，中國仍未能建立壹個清晰的球形地球的數學模型。相反，《靈賢》中的“天圓地平”理論仍然占據著重要地位。(4)關於太陽和月亮的角徑，《靈憲》記載太陽和月亮的角徑是全天周的“七百三十六分之壹”。現代通用角度單位是29’21”。【根據錢寶琰的考證，認為《靈賢》中“(日、月)的直徑為該日壹周的七分之壹，地闊的二分之壹”應更正為“(日、月)的直徑為該日壹周的三分之壹，地闊的三分之壹”。那麽太陽和月亮的角直徑應該是29' 35.3 "】。與現代天文學測得的日、月平均角直徑31′59″和31′5″相比，誤差只有2′左右。以兩千年前的觀測條件來說，張衡的測量是準確的。張衡以前的《周髀算經》中也介紹了壹個觀測結果:壹根8尺高的桿子垂直立在地上，每當太陽越過子午線時，就測量桿子的影子長度。當影子長度為6英尺時，用8英尺長、孔徑為1英寸的竹筒觀看太陽。《周快》《suan經》認為此時的太陽視圈只是壹圈竹筒。因此，根據“千裏之差為1寸”的比例關系，得出此時太陽與人眼的距離為10萬裏，則太陽的線徑為1250裏。因為“千裏之差1寸”等基本出發點都是錯誤的，所以《周平行計算》這本書得出的結果是極其荒謬的(太陽的線的直徑實際上是1.39 . 5438+0萬公裏)。就觀測本身而言，周弼舒靜的結果也相當粗糙。按竹筒長8英尺，口徑1英寸計算，太陽角直徑為42′58″。誤差比陵縣大很多。(5)關於日食的原因在張衡之前，人們就已經知道了日食的原因。西漢劉向曾說:“日蝕必被月遮”(見《開元詹靜》卷九)。東漢王充在《論衡說日篇》中引用了別人更露骨的說法:“或者說，月食也是蓋的。“太陽在上，月亮在下，被太陽的形狀擋住了。”對於月食的原因，張衡之前也沒有明確的解釋。大概是鑒於這種情況，張衡在《陵縣》中沒有提及日食的成因，而是專門論述了月食的成因:“月，光生於太陽；出生在陽光下。白晝充滿光明，白晝充滿光明。星星在發光，因為水變成了光。壹天的奔波，光線往往不壹致，也是滿地的，這叫虛。在星星裏，月亮會吃。”這段話，說的是月亮本身不發光，太陽照在月亮上產生明月。月球之所以有虧空部分，是因為得不到陽光。因此，當月亮和太陽相對時，就會出現滿月。隨著月亮越來越靠近太陽，月亮的虧空越來越大，最後完全消失。這樣的月相理論，在《周髀算經》壹書中已有大致表述:“日頭照月，月色生，故成明月。”西漢的方婧說得更清楚:“前師以為日如彈丸，月如鏡；或以為月如彈丸，陽光燦爛，不亮則暗”(《開元詹靜》卷壹)。張衡的月相理論和他們的沒有本質區別。突出的是張衡強調月相與日月相對位置的關系。但這樣壹來，人們自然要問了，既然“日全食”，為什麽那壹天有時會出現月食呢？對此，張衡回答:“蓋在地下”，即地球擋住了太陽光，使太陽光無法到達月球。張衡把這片土地產生的陰影命名為“虛”。當月亮進入虛空時，月蝕就發生了。《陵縣》對月食原因的解釋非常科學。但是，仔細想想，人家又會問問題了。根據靈仙的天地結構，地球是壹個半橢球體，其下部與天球緊密接觸。那麽:(壹)要使太陽和月亮沈入地平面，在地下運動，太陽和月亮只能是兩個沒有厚度的圓面，這就和上面說的月相理論相矛盾了。(二)當太陽沈到地平線以下時，光線會被半球完全遮擋，任何時候都不會投射到月球上。這樣，月亮在晚上應該總是看不見的，所以根本不存在月食的問題。要解釋這兩個矛盾，只能認為陵縣的土地有兩種不同的含義。第壹個意義是地球相對於天空，是壹個半橢球體。第二層意思是相對於太陽和月亮，是懸掛在天球中心的小固體。或者，我們可以把這兩個意思統壹起來說:天空中單獨懸掛的是壹塊陸地，另壹塊陸地上全是水，所以可以和天球的下半部分緊密結合。在這種認識下，太陽和月亮仍然可以是壹個球；但太陽到達水面後，陽光仍然可以穿透水面，照在月球上，只有那塊相對較小的陸地才能產生虛空。當然，在這樣推測的時候，需要補充壹點，在張衡看來，水是壹種透明度很高的物質，所以深入地下後的太陽光仍然可以穿透厚厚的水層，照射到月球上，從而產生明月。(6)關於五星運動，淩憲提出了四點極其寶貴的意見。第壹，日月五星不在天球的球殼上，而是運行在天地之間，離地面的距離不同。第二，這七個天體的運動速度不同。靠近地面的速度快，遠離地面的速度慢。第三，靈仙用天道之力解釋為什麽行星會有停留、逆轉、延遲、超速等運動變化。近日晚，遠日快。如果妳這樣做，妳會彎曲，如果妳彎曲，妳會留在後面。如果妳留了回來，妳就違背了，那就晚了，妳就被上天逼了。").第四，五星根據離地距離和運行速度可以分為兩類。壹類附月，屬陰，包括水星和金星。另壹種是依附於太陽，屬於太陽的，包括火星、木星、土星。
相關圖集(13)靈仙以上四點都很有意思。第壹點可以說是基本正確的，雖然實際情況比這個概括要復雜得多。第二點和古希臘人的想法完全壹致。在中國，張衡之前無人提及，張衡之後也無人關註，極大地限制了中國古代數理天文學的發展。第三點雖然很模糊，完全不正確，但顯然是在尋求解釋行星運動是向後和向前的力學原因。這種努力本身就值得寫進整個天文學史。65，438+0，500多年後，王希禪在《五行釋》中提到了類似的思想，並進壹步提出天道有壹種類似磁鐵的力量，將針吸向太陽、月亮和五星。王羲之思想的機制更加清晰。雖然張衡和王希禪的想法不正確，但行星及其衛星(月球是地球的衛星，地球是行星)的運動確實受萬有引力定律支配。因此，考察這些天體運動中的力學原因，無疑是壹個正確的方向。在西方，張衡之後的1000多年，仍然沒有關於這個力學原因的討論。許多偉大的希臘天文學家只是詳細描述了太陽、月亮和五顆星星的運動，卻從未想過解釋它們的力學原因。機械原因的討論是在16世紀科學革命開始後才提出的。第四點也很有意思。靈仙的行星分類，只是太陽系內行星和外行星的分類。當然，現在我們知道包括地球在內的所有行星都是圍繞太陽轉的，而月球是圍繞地球轉的。所以“依附月球”的說法當然是錯誤的。之所以出現這種錯誤，是因為張衡和其他古人壹樣，把月亮當成了陰的代表。但從內行星、金、水的運動來看，人們看到的很少與外行星完全不同。即系外行星只能從東方的早晨開始壹個會合周期。另壹方面，內行星不僅可以在壹個交會期內從東方升起，也可以像月亮壹樣在西方暗淡下去。正因為這種西出的相似，靈仙才提出了它依附於月亮的說法。(7)關於天上的星星，古人把它們組合成星群，便於識別和觀察。這些星群從壹顆星到幾十顆星不等。這樣的群星被古人稱為星官。由於天文學家的選擇和組合方法不盡相同，形成了許多不同的星官體系。至張衡時代，流傳於世界各地的星官制度包括以《史記·天官書》為代表的星官制度、石、甘、黃帝及“占海人”等制度。張衡對這些各具特色的體系進行了比較、整理和總結，發展出壹套恒星數量最多的新體系。《靈憲》記載“中外官總智二十四，可名三百二十，為二千五百星，但海人比例不存。”張衡對這壹星官體系的整理，比天文學家陳卓總結甘、石、吳憲三星官的時間早了100多年，而且包括的星官、星比陳卓多得多(陳卓以1464星總結了283個官)，其成就當然大於陳卓。可惜張恒星官制失傳，這是我國觀星史上的壹大損失。其中壹個與恒星官方有關的問題是，在《靈賢》中提出，星空中還有壹種“微衛星”，即非常微弱的恒星，其數量為11520。這個數字嚴格來說並不是來自實測，而是來自《易經》中神秘的“萬物之數”。數字當然是不正確的。但張衡認為，微星是存在的，而且數量比亮星多得多，這是符合客觀實際的。(8)天空中除日、月、星之外的流星、隕石(古代稱為三光。包括行星和恒星在內的恒星是常見的成員，流星等天體也時有見到。《靈憲》認為“及其(據:指三光)衰，神歇，故有隕石。但是，星星掉下來，到了地上就是石頭了。”在這裏，張衡繼承了前人“星落於地也是石”(《史記·天官書》)的觀點，對隕石的來源作出了較為正確的解釋。同時，張衡還探討了隕石的成因，與日月星辰的衰亡有關。雖然這種想法並不正確(太陽系中有壹些大大小小的流星體，它們在運行中遇到地球就變成了流星，進入大氣層後由於摩擦而燃燒；大型流星體在大氣中燃盡之前就落到地面，成為隕石，但每個天體都有壹個“衰落”和死亡的階段，這是壹個非常科學的結論。張衡的思想很辯證，也是西方古代天文學所欠缺的。與隕石相關聯的還有《陵縣》對星辰產生的解釋:“地上有山，以宣其氣，聚星辰。星辰亦生於地，煉於天。”這種認為恒星誕生於地球的觀點當然是完全錯誤的。是當時流行了幾百年的天地對應思想的反映。《靈仙》說:“似在天上，似在地下。天有九處，地有九域。天有三日，地有三形。有壹些圖像是有效的和有形的。情誌不同，同理心薄，順其自然而生。”這些所謂的天地對應，純屬主觀臆斷，在內涵上沒有科學聯系。比如所謂的九天之地(也就是古人所說的九天)、九域之地(也就是九州)，都是中國古人人為劃分的。因此，這種對應是純數字耦合。但張衡之所以會有山的本質上升為星的想法，是因為他看到的流星都是石頭，而山是石頭最多的地方。石頭怎麽能上天？所以難免認為這就是山的本質，可以升天，可以成星。這些反映了隕石來自外太空的觀點。在西方，直到17世紀，仍有天文學家認為隕石並非來自地外。《靈憲》作為壹部優秀的古代天文著作，仍有許多不足之處。除了上面提到的幾點，比如嫦娥奔月的神話就是作為事實記載的，甚至還有說嫦娥入月後變成了癩蛤蟆。至於文中透露的星占學的各種思想，那是當時整個時代的風氣，不必苛求張衡。總之，靈仙雖有不足之處，但在天文學史上的意義並不遜色。梁代劉釗稱贊張衡為“天文之奇，壹代之最”，其評價的主要依據之壹就是《靈憲》這部傑出的著作。
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