张衡发明了什么_张衡发明了什么仪器

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发明地动仪的张衡，其实也是一位全能选手
提到张衡，想必大家脑海中浮现的就是地动仪，“酒缸肚子大，八龙居八方，龙嘴含龙珠，蛤蟆张着嘴”。

不过大家印象中的地动仪，其实是历史学家王振铎先生根据古籍记载于1951年复原的模型，张衡发明的原型早已失传。复原的地动仪一直以来颇有争议，考虑到科学性和可靠性，2017年的教材已对其做了编排调整，古代科学中删除了张衡的这一趴。

这么看起来，教科书中的张衡似乎只是国人给他神化的结果？他其实是个伪学霸？
真相1：关于地动仪的那些事


在《后汉书》等古籍中，对地动仪的外形均有所记载：“以精铜铸其器，圆径八尺，形似倾樽......蟾蜍张口受丸，声乃振扬”，但内里结构究竟是什么样的，只有“中有都柱，傍行八道，施关发机”模糊不清的描述，这也让完整复原模型成为一件很困难的事。
所以，王振铎以“直立杆”为理论基础复原的模型，受到了中国科学院教授冯锐的质疑，当都柱达到2米时，并不是直立的杆，而是悬垂摆，所以是不成立的。之后的事情，你们也都知道了。

虽然复原的模型有问题，但是这并不能否认张衡地动仪的作用，在《后汉书》确实有检测到地震的记载：“尝一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪其无征，后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。”在当时这可是非常具有时代意义的发明制造。目前对于模型的复原还在探索中，非常期待复原成功的那天。

真相2：上知天文下知地理的小王子
和地动仪一样，张衡造的浑天仪早已失传，只有《浑天仪图注》和《漏水转浑天仪注》以及天文著作《灵宪》留下了部分介绍，让我们窥探张衡的聪明才智。

古人其实也没有我们想的那么迷信，早在汉代，张衡就提出了浑天说，解释了月蚀的成因；测出黄赤交角为24度；记录了2500颗恒星，绘制出我国第一张完整的星图；还参考西汉耿寿昌设计的浑象，制成了用水力来推动演示星空变化的“浑天仪”。

北宋·苏颂的《新仪象法要》还描绘了“浑天仪”的效果：“置密室中以漏水转之，令司之者闭户唱之，以告灵台之观天者，璇玑所加，某星始见，某星已中，某星今没，皆如符合。”

据《晋书·天文志上》记载，浑天仪里还有一个“随月盈虚，依历开落”，相当于今天钟表日期的瑞轮荚，算是最早的活动日历了。

真相3：学好数理化，走遍天下都不怕的数学天才
作为世界上屈指可数的最早研究过立方体和体积的人之一，虽然唐朝的太子李贤认为《后汉书》里面提到的《算罔论》，极有可能和《灵宪》是一本，“《衡集》无《算罔论》，盖纲络天地而算之，因名焉”，但《算罔论》确实是张衡的数学著作，今天已失传，无法考证，不过张衡的数学天赋依旧被记录了下来。

张衡在魏晋数学家刘徽提出的“割之弥细，所失弥少，割之又割，以至于不可割，则与圆周合体而无所失矣”的基础上，通过“渐进分数”计算出了圆周率为10的平方根，即3.16，虽不比祖冲之的7位精确度，但还是不得不服！

真相4：十年磨一剑的文学大家
由于张衡的发明家名气过大，以至于大家都忽略了他的文学功底，人家光科学、哲学、文学等方面的著作就有32篇。可以说，张衡既是汉大赋的终结者，又是汉抒情小赋的开创者，同时还是五言诗、七言诗的先驱者。

比如分分钟就能拿到百万阅读量，刷爆朋友圈，“精思傅会，十年乃成”的《二京赋》。除此之外，还有《归田赋》《南都赋》《思玄赋》等作品，在南朝编选的《昭明文选》里，都能找到足迹。

据孙文青的《张衡年谱》记载，张衡传于世的诗歌仅三首，以《四愁诗》最有名：“欲往从之梁父艰，侧身东望涕沾翰。美人赠我金错刀，何以报之英琼瑶。”史学家们认为和曹丕的《燕歌行》不相上下，淸·沈德潜在《古诗源》里更是给出了谁敢模仿，谁就是东施效颦的评价，“五噫四愁，如何拟得？后人拟者，画西施之貌耳”。

真相5：技术高明，曾被誉为“木圣”的机械大佬
比如那个传说中比西方的风信鸡早了1000多年的“地动仪”；绘制了完整的地形图，造出了“指南车”、自动“记里鼓车”；制成了世界上最早的飞行器——“独木飞雕”，在晋·崔豹的《古今注》里虽也有较详细的描述，不过由于时间的迭代，已经无法见到了。

真相6：能写能造还能画的小能手
唐代画家张彦远的《历代名画记》，就把张衡排在了东汉六大名画家之首，他画的一幅《巴兽潭》，不仅得到张彦远的肯定，还留下了“足趾画怪兽”，能用脚画画的传说。

结 语
关于张衡的才能，我们已无法亲眼见识，但就像文学大家郭沫若说的那样：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万杞千龄，令人景仰。”后世的月球环形山命名也好，设立专门的奖项也好，小行星命名也好，矿石命名也好，这些都是后来人对张衡贡献的肯定和敬仰。

除了神仙大触张衡，你还知道哪些全能选手呢？欢迎在评论区留言，比较一二~

在小时候的语文课本中，有这样一篇课文《数星星的孩子》，讲述了童年时的张衡在数星星时发现了星星不是像奶奶说的乱动，而是在有规律地动。说起张衡，首先让大家想到的是他的地动仪，相当于张衡的代名词，但是关于地动仪，你真的知道它的原理吗？


地动仪是中国一代传世杰作，也是世界上的第一架测量地震地动仪，比西方第一台地震仪(由意大利人路吉·帕米里制造于1856年)早了1700多年，不过地动仪绝不是地震预测仪。它只有在地震发生之后才起作用，地动仪有八个方位，每个方位上均有口含龙珠的龙头，在每条龙头的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生，该方向龙口所含龙珠即落入蟾蜍口中，由此便可测出发生地震的方向，但是其中原理并没那么简单。


据后来科学家解释，张衡对地震波的传播和方向性一定有所了解，并且在当时竟然已经懂得利用了力学上的惯性原理，“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。这些成就在当时来说是十分了不起的。再说地动仪，我们知道地震时地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。就像我们点亮一支蜡烛，将它放在一张不平的桌子上，它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。但是中国科学家认定地动仪的工作原理应该是“悬垂摆原理”，即地动仪是利用了一根悬挂柱体的惯性来验震的，而非当今历史教科书所说的在仪器底部简单地竖立一根直立杆。“都柱”是悬垂摆，摆下方有一个小球，球位于“米”字形滑道交汇处（即《后汉书·张衡传》中所说的“关”），地震时，“都柱”拨动小球，小球击发控制龙口的机关，使龙口张开。另外，冯锐模型还把蛤蟆由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试，结果与历史记载吻合。那么，地动仪的内部结构究竟什么样子呢？有不少学者对此作过探讨。早在南北朝时，北齐信都芳撰《器准》，隋初临孝恭作《地动铜仪经》，都对之有所记述，并传有它的图式和制作方法。可惜的是唐代以后，二书均失传。而如今则以王振铎之研究影响最大。


王振铎根据前人的猜测，讨论了地动仪内部可能有的各种结构，最后推断都柱的工作原理与近代地震仪中倒立式震摆相仿。具体说来，都柱就是倒立于仪体中央的一根铜柱，八道围绕都柱架设。都柱竖直站立，重心高，一有地动，就失去平衡，倒入八道中的一道。八道中装有杠杆，叫做牙机。杠杆穿过仪体，连接龙头上颌。都柱倾入道中以后，推动杠杆，使龙头上颌抬起，将铜丸吐出，起到报警作用。地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似酒樽。表面作金黄色，上部铸有八条金龙，分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央，立一根铜柱，上粗下细。铜柱周围有八根横杆，称为“八道”，各与一龙头相连。铜柱是震摆装置，八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜柱就倒向发生地震的方向，推动同一方向的横杆和龙头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。一颗珠子放在平台上，如果将哪方稍微往下一按，珠于就向哪方滚动，其实跟蜡烛的原理一样。
难以想象，古人的智慧，真的无法估量！