公元132年,洛阳。
一个54岁的男人站在朝堂上,面前摊着一张巨大的图纸。他的手指在图纸上划过,向皇帝和满朝文武解释一个奇怪装置的原理——铜铸的球体,外面有八条龙,龙头朝八个方向,嘴里各含一颗铜丸,龙下方蹲着八只蟾蜍,张嘴接丸。他说,如果哪个方向发生了地震,那个方向的龙就会吐丸,落进蟾蜍嘴里,发出响声,人们就能知道地震的方向。
满朝文武面面相觑,有人窃窃私语,有人面露嘲讽。皇帝也是一脸狐疑。这个装置叫“候风地动仪”。在座的人,没有一个人听说过这种东西。他们不知道,这是人类历史上第一台能够感知地震方向的仪器,比西方早了一千七百多年。
这个老人叫张衡。南阳西鄂人,中国历史上最伟大的科学家之一。他发明了地动仪、浑天仪、瑞轮蓂荚、指南车。他写下了《灵宪》《浑仪图注》《算罔论》,在天文学、地震学、数学、机械学等领域都做出了划时代的贡献。他还是文学家,与司马相如、扬雄、班固并称“汉赋四大家”。他是“科圣”,可与“医圣”张仲景、“智圣”诸葛亮齐名。
可他被历史简化了。在教科书里,他只有半页;在老百姓心里,他只是一个“发明地动仪的人”。他不知道,他发明的浑天仪,比西方早了上千年;他测算的圆周率,比祖冲之早了几百年。今天,咱们把张衡被忽略的另一面翻出来,看看这个“科圣”的真实面目——一个被官场耽误的科学家,一个在黑暗时代里点亮科学之光的孤独者。
天才少年:他不想当官,只想搞研究
张衡,字平子,公元78年出生,南阳西鄂人。他出身名门,祖父张堪当过蜀郡太守,是有名的清官。他从小就聪慧过人,读书过目不忘。10岁那年,他就能写出漂亮的文章,在当地被誉为“神童”。16岁,他离开家乡,游学三辅,后入洛阳太学,通五经,贯六艺。他本可以走仕途,走一条无数读书人梦寐以求的“学而优则仕”之路。可他对当官并不热衷。
《后汉书·张衡传》记载,张衡“常从容淡静,不好交接俗人”。他性情淡泊,不喜欢跟世俗之人打交道。他拒绝了州郡的征召,专心于天文、历算、机械的研究。
当时,有人嘲笑他:“你能文能武,怎么不求闻达?”张衡说:“人生在勤,不索何获?”——人活着就要勤奋,不努力哪来的收获?他不是不想当官,是想先做学问。他以为学问做好了,再当官也不迟。可他没想到,他这一做,就做了一辈子。
太史令:他找到了最适合自己的位置
公元100年,张衡被南阳太守鲍德请去做主簿,期间完成了《二京赋》,名动京城。公元111年,汉安帝召他进京,拜为郎中,后升太史令。太史令,掌管天文、历法、气象、地震的记录与预测。这个职位,正中张衡下怀。他如鱼得水,一头扎进了观测和研究之中。
白天,他观测日影,记录数据;夜晚,他仰望星空,绘制星图。他的案头堆满了竹简,上面密密麻麻写着观测记录。他研究前人的浑天仪,发现它们不够精确,于是自己动手改良。他做了大量的实验,一遍又一遍地调试,终于造出了水力推动的浑天仪。
《后汉书》记载,张衡“研核阴阳,妙尽璇玑之正”。他研究天文历算,达到了极精微的程度。他的浑天仪,比前代更精确,能模拟日月星辰的运行。他成了东汉最顶尖的天文学家,可他并不满足。他知道,天上的星星,不是靠看就能看懂的。他需要算,需要推,需要验证。他把自己埋在了数据堆里,一埋就是十几年。
地动仪:他让千里之外的地震无处遁形
公元132年,张衡发明了候风地动仪。这是一台能够感知地震方向的仪器。据《后汉书》记载,地动仪“以精铜铸成,圆径八尺,形似酒樽,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在樽中,覆盖周密无际。如有地动,樽则振,龙机发,吐丸,而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。”
《后汉书》还记载了一次成功的测试:“验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。”有一次,地动仪的龙机发动了,西边的龙吐出了铜丸。洛阳的人没有感觉到地震,以为地动仪不灵。过了几天,驿差来报,果然陇西发生了地震。洛阳的学者们这才信服。这台仪器,比欧洲同类发明早了一千七百多年。
可地动仪的原型,在西晋末年战乱中失传了。今天我们看到的模型,是后人根据文字描述复原的。至于它是否真的能工作,争议极大。但这不影响张衡的伟大。他能在那个没有精密加工工具的时代,凭手工造出这么复杂的仪器,已经是奇迹。
浑天仪:他把宇宙装进了一个铜球
张衡的浑天仪,更是中国古代天文学的高峰。他的浑天仪用水力推动,能自动模拟日月星辰的运行。它不仅是一台仪器,更是一台“天文馆”。你可以通过它,看到任何一天、任何时刻的星空。
张衡还写了《灵宪》,阐述他的天文学思想。他在书里提出“浑天说”——天地像鸡蛋,天像蛋清,地像蛋黄,天大地小。他还认为宇宙是无限的(“宇之表无极,宙之端无穷”)。他解释了月食的成因——月亮进入地球的影子(“当日之冲,光常不合者,蔽于地也,是谓闇虚”)。他还测出太阳和月亮的角直径是半度,与现代值基本吻合。他还统计出中原地区肉眼可见的星星有2500颗左右,与现代天文学家统计的数字相近。
《后汉书》记载,张衡“著《灵宪》《算罔论》,言甚详明”。他的《灵宪》,是中国第一部系统阐述宇宙结构的天文学著作。可惜,这本书也失传了,只留下后人引用的一些片段。他的很多成就,都因为著作散失而变得模糊不清。
文学家:他的《二京赋》与班固齐名
张衡不仅是科学家,还是文学巨匠。他的《二京赋》模仿班固的《两都赋》,洋洋洒洒数千字,极尽铺陈,详细描写了西京长安和东京洛阳的繁华,借以讽谏当时统治者的奢侈。他的《归田赋》是中国文学史上第一篇成熟的抒情小赋,开后代田园诗之先河。他的《四愁诗》四言叠章,含蓄婉转,被后人推为“七言诗之祖”。
《后汉书》评价他:“衡乃拟班固《两都》,作《二京赋》,因以讽谏。精思傅会,十年乃成。”一篇赋,写了十年。他不是写不出来,是反复修改,反复推敲。跟他搞科学研究一样,严谨、认真、一丝不苟。
两任太史令:他一生都在与权力周旋
张衡晚年,宦官专权,朝政腐败。他一度被排挤出京,任河相。他在河间整顿法度,打击豪强,百姓安居。三年后,他上书请求退休,朝廷召他回京,拜为尚书。公元139年,张衡病逝于洛阳,终年61岁。
他的一生,在官场上并不如意。他直言敢谏,得罪过权贵;他潜心科研,被视为“奇技淫巧”。他的地动仪,被锁在仓库里落灰;他的浑天仪,被人遗忘在角落。可他没有抱怨,没有放弃。他白天当官,晚上搞研究。他把所有的时间都挤出来,留给科学。
《后汉书》记载,张衡“徵拜尚书,年六十二,永和四年卒”。寥寥数语,是他一生的句号。可他留下的遗产,远远不止这些。
张衡的遗产:他让中国天文学领先世界千年
张衡死后,他的浑天仪失传了,他的地动仪失传了,他的《灵宪》也失传了。可他的思想没有失传。唐代的天文学家一行和尚(张遂),根据张衡的理论,造出了新的浑天仪。元代郭守敬更是把浑天仪改进为“简仪”。张衡的火种,一直在燃烧。
如今,月球上有一座环形山叫“张衡环形山”,小行星1802号叫“张衡星”。国际科学界尊他为“古代地震学的奠基人”。可在中国,他的名气远不如他的成就。他不是被遗忘,是被低估了。
张衡的墓在哪里?
张衡的墓在河南南阳,叫“张衡墓”。不大,很简陋。墓碑上刻着“汉尚书张公之墓”。每年清明,有人去给他扫墓。有学生,有学者,也有普通百姓。他们带着花,带着《后汉书》,带着对他的敬仰。他们觉得,张衡是“科圣”。可他知道自己不是。他死的时候,手里还握着一卷竹简,那是他绘制的浑天仪设计图。他舍不得扔,一直带着。
他的墓前,风在吹。风里,没有声音。可他的《灵宪》里有声音——“宇之表无极,宙之端无穷。”那声音,穿越一千九百年,还在说:宇宙是无限的,人类的认识也是无限的。他走不远,可他看得远。
写在最后:被低估的科圣
公元139年,张衡走了。他走的时候,手里没有剑,没有玉玺,只有一卷竹简。那是他的浑天仪设计图,他画了一辈子,改了一辈子。他闭上了眼睛,他的图还在。他的图,后来失传了;他的地动仪,也失传了。可他的人,没有失传。他的魂,飘在南阳的天空上,飘了一千九百年。它在问:“你们还记得我吗?”
我们记得。记得他的地动仪,记得他的浑天仪,记得他的《二京赋》,记得他的《四愁诗》。可我们记得的,是碎片,不是他这个人。他是一个完整的、立体的、有血有肉的人。他爱科学,也爱文学;他当官,也搞研究;他孤独,也充实。他被历史低估了,也被历史遗忘了。
今天,当我们用手机查天气,用卫星看地震,用天文望远镜观测星空,可曾想过——1900年前,有个叫张衡的人,用铜和木头,造出了第一台地震仪,第一架浑天仪。他不是科学家,他是“科学之父”。
参考资料:《后汉书·张衡传》《全后汉文》《中国科学技术史·天文学卷》《中国科学技术史·地学卷》
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