张衡(78-139),字平子 。汉族,籍贯南阳谢鄂(今河南省南阳市石桥镇),南阳五圣之一,与司马相如、杨雄、班固并称汉服四大宗师中国东汉伟大的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家,先后担任东汉阆中、太史令、史忠、河间 。晚年因病入朝为臣,于永和四年(139)去世,享年六十二岁 。北宋谥号西敖包 。
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张衡的主要发明
1、地震仪
公元132年(杨家元年),张衡发明了最早的地震仪,叫侯丰地震仪 。据《后汉书·张衡传》记载,地震仪为精铜铸造,直径八尺,顶盖凸出 。有一根大柱子,附近有八条路,发动机熄火 。它有八个位置,每个位置都有一条口含铜珠的龙,每条龙下都有一只蟾蜍 。如果任何一方发生地震,龙口中那个方向的铜珠就会落入蟾蜍的口中,可以测量地震的方向 。经测试,符合设计,神似上帝,自成书以来从未有过 。龙一出,地不动,洛阳书生责其不信 。几天后,使者来了,果然陇西发生了地震,大家都被这个奇迹说服了 。此后,朝廷命史家记载地震发生地点 。
关于地震仪的结构,有两个流行的版本:王振铎的模型,即“独柱”是一个像倒置酒瓶一样的圆柱体,控制龙嘴的机构在“独柱”周围这种模式在很大程度上被拒绝了 。另一种模型是地震局冯锐提出的,即“独柱”为悬摆(见袁洪《后汉书》),摆下有一小球 。《张衡传》一书中提到的“关”,地震时,“独柱”移动了一个小球,小球发射了控制龙嘴的机构,使龙嘴张开 。此外,冯锐的模型还将癞蛤蟆从面向瓶身改为瓶身背面,充当乐器的脚 。对模型进行了仿真测试,结果与历史记录一致 。
世界上经常发生地震,但要到 19 世纪之后,才能用仪器观测到地震 。地震仪是世界上地震仪的鼻祖 。虽然它的功能还仅限于探测震中的大概位置,但它已经超过了世界科技发展约1800年 。
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2、浑天仪
漏水转浑天仪是一种水性浑浊现象 。采用直径四尺多的铜球,球上刻有二十八星、中外星、黄赤道、南北两极、二十四节气、恒显示圆、恒隐圆等,结合了魂相和漏水 。浑像受漏水流水的控制,使其与天球同步旋转,以显示星空的昼夜视运动,如星星的出现和中天的出现 。它还有一个下属机构,瑞轮铭财,它是一个通过传输设备和云连接的机械日历 。从每个月初开始,每天都有一片叶子诞生;半个月后,每天都有一片叶子落下 。它使用的两段漏壶是已知最早的两段漏壶记录 。
张恒在创造浑天仪后写了一篇文章 。这篇文章的全文已经丢失 。直到梁朝,刘昭注《后汉书·吕礼志》时,才大引语录,流传下来 。在刘昭注中,此文名为《张衡浑仪》 。称它为“浑天仪”可能是刘兆的简化 。在古代,乐器的命名并不严格 。虽然后人规定“浑天仪”一词是指观测仪器,但在隋唐之前,“浑天仪”也可以作为表演仪器使用 。
3、瑞纶荚
瑞纶荚是张恒匠心独创的自动日历 。正月初一,一天出一片叶子,满月出十五片叶子,然后每天又收起一片叶子,循环开合,一直到月底 。这个神话曲折地反映了尧帝时期天文历法的进步 。张衡的机械装置就是在这个神话的启发下发明出来的 。有“以月补虚,依历开落”之说,其功能相当于当今钟表中的日期显示 。
4、导览车
张恒制作的导引车是利用机械原理和齿轮传动作用组成的两轮独轮车 。车箱中使用了能够自动离合的齿轮系统 。一个木刻仙女被放置在车厢的上层 。无论车子转向哪个方向,木人伸出的手臂都指向南方 。
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