張衡

維基百科,自由的百科全書
(已重新導向自 張衡)
前往: 導覽搜尋
張衡
張衡
1955年中國政府發行張衡像郵票
國家 東漢
子平
官職 太史令侍中尚書
族裔 漢族
祖籍 南陽西鄂
出生 78年
南陽
逝世 139年
洛陽
著作
《靈憲》、《渾天儀》、《二京賦

張衡(78年-139年),字子平,中國南陽西鄂人,東漢士大夫、天文學家、地理學家、數學家、發明家、文學家,官至太史令侍中尚書,曾製作以水力推動的渾天儀,發明能探測地震震源方向的地動儀指南車,繪製記錄2500顆星體的星圖,計算圓周率準確至小數點後一個位,闡釋和確立渾天說的宇宙論,文學上創作了〈二京賦〉等辭賦名篇,拓展漢賦的文體與題材,對中國文化有巨大貢獻,受尊崇為偉大的科學家,成就為現代天文學界所肯定。

生平[編輯]

張衡自少好學不倦,不分日夜,為人謙虛,意志堅定[1]:181,淡泊名利,曾受舉薦「孝廉」,並不接受,100年22歲出任南陽主簿,8年後辭官讀書,111年,漢安帝召為尚書台郎中,3年後遷任尚書侍郎;115年37歲,開始出任太史令(即國立天文台台長[2]:52),121年調職公車司馬令,126年復任太史令。張衡掌職太史令先後達14年之久[1]:180,期間製作渾天儀地動儀;133年遷任侍中,因受宦官排斥,136年外調河間相,政績良好,138年升遷尚書,次年過世,享年61。[3]:176-178

天文學[編輯]

張衡渾天儀模型
張衡渾天說示意圖

張衡主張渾天說,認為天是球狀的,像個雞蛋,天相當於蛋殼,大地像蛋黃,天把大地包在當中,大地是平面的,周圍是水,大地浮在水上[2]:53-54。他製造天體模型渾天儀[4]:295,著有《渾天儀》一卷加以解說[2]:52,一具安裝在室內,一具安裝在觀測台「靈台」之上[5]:542。渾天儀以銅鑄造,空心球體,直徑約五尺,上畫二十八宿、中外星官及黃道赤道;天球半露在地平圈上,半隱在地平圈下,天軸則支架在子午圈上,天球可繞天軸自行轉動[1]:179,與實際天球運動相一致,可預報天體運動情況[2]:55,其外安裝了地平環、赤道環和子午環,內部設置四遊環,上面並裝置了可以眺望天體位置的望筒[6]:27。渾天儀是個原型、早期的時鐘[5]:95、539,每日均勻地繞中軸旋轉一周,以滴水為原動力[1]:179,與漏刻相連,水不斷定量而緩緩地流入刻漏的水斗中,水斗原是靜止不動的,當注水達到某個份量時,其重量就勝過渾天儀齒輪的阻力,使齒輪轉動一齒,然後抵住下一齒而再次靜止下來,通過齒輪傳動而使渾天儀緩慢地旋轉[5]:546、550、582

張衡在東方最早提出反光說,正確說明月光和月蝕[7]:161,指出月蝕是由於地球的影子「闇虛」遮掩了月亮而引起的,並測得日、月的視直徑約為365.25/730度,約等於0.5度,與現今測值相近[1]:180。張衡繪製了星圖,記錄常見星星有2500顆,其中320顆有名字[8]:217。他提出五星視運動的重要理論,認為「近天則遲,遠天則速」,解釋五星運行的或快或慢,就同一行星而言,其運行軌道也時而接近地面,時而遠離地面[1]:180。他把運動緩慢的外行星火星、木星、土星分類為陽,把運動較快的內行星水星和金星分類為陰[6]:39

宇宙論[編輯]

張衡撰有天文學著作《靈憲》,敘述宇宙生成論,觀點接近西漢《淮南子.天文訓》。他提出宇宙形成的三個階段,首先是「溟滓」,是的原始狀態,什麼都沒有,是「無」的階段,道的根本;第二是「龐鴻」,是元氣開始發動、連結在一起、混沌不分的狀態;第三是「太元」,元氣分化,有剛柔清濁之分,天地各自形成,陰陽四時變化而生萬物[7]:16[4]:296。天圓地平,天是一個中空的球體,地是半球體,上平下圓,處於天體下半部[7]:17。八極約長二億三萬二千三百里,南北少一千里,東西多一千里,天地距離和地的厚度,都等於八極的一半[4]:296。他指出宇宙是無窮無極的[7]:16,肯定時間與空間的無限性,提出以「」為基本的自然觀,人是元氣的聚合,如水之凝結為冰,人死是元氣消散,如冰塊融化為水,復歸於元氣,與自然成為一體[4]:297、293、299

數學[編輯]

張衡曾計算圓周率,留下兩個數字。三國劉徽九章算術注》提到張衡的圓周率是10的平方根3.1622,而南北朝祖暅《渾天論》則提到他提出的另一個數字:736/232=3.1724[7]:16

地理學[編輯]

張衡候風地動儀模型

132年,張衡發明和製造了世上第一部地震儀候風地動儀」,形狀像圓形的酒甕,斷面直徑八尺,其內中央置有一根很重的柱子,稱「都柱」,可以向八個方向傾側;酒甕外部的八個方向各有一個龍頭,龍頭下各有一隻蟾蜍,張口對著龍頭,八條龍各口含銅丸一顆,當都柱向某一方傾側時,該方向的龍口張開,銅丸落下,掉入蟾蜍口中。地震發生時,只有震源方向上的龍頭張口,據此可知地震的方向。范曄後漢書》記載,地動儀放在洛陽,138年某日,一個龍口掉出銅丸,當時洛陽並無地震,然而不久傳來隴西地震的消息,可見其探測地震方向的功效[2]:55-57[1]:181。有關地動儀的構造,學者有兩種看法,其一認為,都柱是個又重又粗的懸擺,帶動八條向八個方位伸出去的臂,連接扛桿,當懸擺向某一方向擺動時,龍口就會張開[9]:347-348;另一種觀點是,都柱是一種倒立的震擺,附有重錘,安裝在底座上,周圍有八組機械裝置,一旦地震,重錘傾側,都柱失去平衡,觸道機械裝置,使相應的龍口張開[9]:350[1]:180。日本學者曾據後一觀點製造模型做實驗,証明地震初震很強的話,銅丸會因初到的縱波而落下,確定地震的方向[9]:352-353。而候風地動儀所謂的「候風」,是指測定風的變化,地震相信是因為陰陽兩氣相搏而形成,氣的變化會產生風;哪個地方有地震,哪個方向就有氣的變化,就有風來可以測到[10]:3。候風地動儀流傳到隋代,北朝信都芳、隋代臨孝恭都研究過,到唐代失傳[9]:356-358。現代中、日學者都嘗試復原地動儀[2]:57,亦有個別學者質疑《後漢書》中有關地動儀的記載,指出從現代地震學的觀點看,若單獨一個儀器,僅在一個地點進行測量,難以測定震源[7]:251

116年,張衡繪製和呈獻地圖「地形圖」,流傳到唐代,李約瑟推測張衡曾運用計里畫方的網格繪圖,但此說受其他學者質疑[11]:79、135

其他發明[編輯]

指南車模型

渾天儀和候風地動儀以外,張衡發明了「自飛木雕」和指南車。指南車是雙輪馬車,內置齒輪裝置,即使行駛時多次轉向,車上人像亦永遠指向正南。自飛木雕是一隻木鳥,有羽翼,腹內有機械,能飛起。李約瑟推測自飛木雕以彈簧為動力,推動直升陀螺的螺旋槳[5]:315、638

思想[編輯]

張衡受道家思想影響,傾向老、莊,主張無為,有人生無常、遁隱厭世的思想,企圖超越世俗生活,其宇宙論也體現道家觀念,晩期作品〈思玄賦〉道家傾向更強。他繼承了西漢儒家董仲舒的災異、天人感應之說,但反對圖讖預言,曾上〈請禁絕圖讖疏〉[7]:18-22、127-128,指出圖讖弄虛作假,為迎合當權者而偽造。他推崇西漢揚雄的《太玄[4]:293、298,認為《太玄》深奧而難以理解。他相信天上有許多神、星神、四方神、天皇等等,不但天上有神,山林原野都有神靈,天體的組織,則與地上朝廷政府的組織相對應[7]:107、110-111

文學藝術[編輯]

文學史上,張衡初次撰寫七言古詩〈四愁詩〉,並將漢賦推向高峰,由歌功頌德的辭賦發展為抒情小賦。他的早期作品有〈溫泉賦〉,〈二京賦〉則是模倣班固兩都賦〉的大賦,誇張鋪陳,文字華麗,〈西京賦〉假借憑虛公子之口,描寫長安地理形勢、漢高祖的定都、西都的豪華、宮殿的宏偉、城廓的寬大、市場的繁榮、商賈的欺詐、遊俠的作風、園林中的遊獵,〈東京賦〉則假借安處先生之口追溯歷史,從周、秦、兩漢各代帝王,贊頌漢高祖漢文帝漢武帝等,描寫洛陽形勝和漢室儀軌;〈二京賦〉也描述宗教活動和民間風俗[7]:12-13、22。〈思玄賦〉是抒情表志的作品,發表自己的理想,模倣楚辭〈遠遊〉和班固的〈幽通賦〉;張衡深受楚辭影響,〈思玄賦〉引用最多的是楚辭,並常引用楚地傳統的神話,重覆屈原在〈遠遊〉中的尋求,先去東、南、北三方,又去見西王母,上了仙宮「瓊宮」,再回到故鄉[7]:13、20-21、95

張衡〈歸田賦〉開拓辭賦中田園歸隱的主題,表達其退隱之心,反對宦官當權,政治腐敗而自己無力拯救,有不願同流合污之意[7]:11、14,文中讚美民間的田園生活,山水景色使人心曠神怡,是漢賦中罕見的短篇,啟導陶淵明〈歸去來辭〉等後世抒發歸隱之情的作品[12]:22,所寫自然風景歡樂和諧,也啟導王羲之蘭亭集序〉等後世文章[13]:62。〈髑髏賦〉以對話體擴充鋪陳《莊子.至樂》篇中的寓言,賦中的髑髏就是莊子[14]:43-45。有後人批評,張衡的辭賦缺乏獨創性,主要模倣前人著作,如〈二京賦〉模倣班固〈兩都賦〉,〈南都賦〉模倣揚雄〈蜀都賦〉,〈應間〉模倣東方朔〈答客難〉,〈七辯〉則模倣枚乘〈七發〉[7]:14

張衡亦是個畫家,列為東漢六大名畫家之一[1]:181,唐代傳說,他曾用腳趾畫怪獸[11]:160

明代祝允明行草張衡〈歸田賦〉

地位與紀念[編輯]

張衡博物館

張衡名列「漢賦四大家」之一[3]:176,受尊崇為中國歷史上的大科學家。在東漢,崔瑗稱讚他能知天地萬物,「數術窮天地……與神合契」,南陽人為他修建廟宇,但他的地動儀和天文學成就都沒有傳人,天文學著作殘缺不全,科學貢獻基本上被後人遺忘。1920年代,史家才注意到他的科學成就[7]:2、45、163,1924年,張蔭麟首先稱讚張衡為中國「第一位大科學家」,李約瑟特別推崇張衡,大部份現代中國學者亦稱張衡為偉大的科學家[7]:11、164、175。有學者認為張衡可與西方幾乎同時代的托勒密相比美,但在數學、幾何學、科學方法和研究成果,張衡都不如托勒密[7]:160、173

1956年,南陽縣政府在張衡墓園建立張衡博物館,1988年定為國家級重點文物保護單位,館內展示張衡發明的地動儀、渾天儀、指南車等模型[10]:4。1970年,國際天文學界用張衡名字為月球背面一座環形山命名;1971年,以他來命名小行星1802中國天文學會設立「張衡特殊貢獻獎」,2002年首次頒發[15],一種銅鋅合金的礦物亦以張衡命名[16]

注釋[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 杜石然等. 《中國科學技術史稿》上冊. 北京: 科學出版社. 1982. ISBN 7301200013 (簡體中文). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 藪內清. 《中國.科學.文明》. 梁策等譯. 北京: 中國社會科學出版社. 1988. ISBN 7500402759 (簡體中文). 
  3. ^ 3.0 3.1 鄭憲仁. 〈張衡「四愁詩」探究〉. 《人文及社會學科教學通訊》. 2002, 13:1: 176–191 (繁體中文). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 馮友蘭. 《中國哲學史新編》第三冊. 北京: 人民出版社. 1985. ISBN 7010009910 (簡體中文). 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 李約瑟(Joseph Needham). 《中國科學技術史.第4卷第2分冊.機械工程》. 鮑國寶等譯. 北京: 科學出版社. 1999. ISBN 7030075269 (簡體中文). 
  6. ^ 6.0 6.1 橋本敬造. 《中國占星術的世界》. 王仲濤譯. 北京: 商務印書館. 2012. ISBN 9787100087810 (簡體中文). 
  7. ^ 7.00 7.01 7.02 7.03 7.04 7.05 7.06 7.07 7.08 7.09 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 雷立柏(Leopold Leeb). 《張衡,科學與宗教》. 北京: 社會科學文獻出版社. 2000. ISBN 780149413X (簡體中文). 
  8. ^ 李約瑟(Joseph Needham). 《中國科學技術史.第四卷.天學》. 翻譯小組譯. 香港: 中華書局香港分局. 1978 (簡體中文). 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 李約瑟(Joseph Needham). 《中國科學技術史.第五卷.地學》. 翻譯小組譯. 香港: 中華書局香港分局. 1978 (簡體中文). 
  10. ^ 10.0 10.1 唐麗紅. 〈追蹤張衡地動儀的前世今生:“隴西地震”是個謊言?〉. 人民網. 2011-03-15 [2014-08-20] (簡體中文). 
  11. ^ 11.0 11.1 余定國. 《中國地圖學史》. 姜道章譯. 北京: 北京大學出版社. 2006. ISBN 7301101694 (簡體中文). 
  12. ^ 小尾郊一. 《中國文學中所表現的自然與自然觀》. 邵毅平譯. 上海: 上海古籍出版社. 1989. ISBN 7532505111 (簡體中文). 
  13. ^ 顧彬(Wolfgang Kubin). 《中國文人的自然觀》. 馬樹德譯. 上海: 上海人民出版社. 1990. ISBN 7208003874 (簡體中文). 
  14. ^ 宇文所安 (Stephen Owen). 《追憶:中國古典文學中的往事再現》. 鄭學勤譯. 北京: 三聯書店. 2004. ISBN 7108021633 (簡體中文). 
  15. ^ 黃一農. 張衡特殊貢獻獎. 《科學人》. 2002, 3: 31 (繁體中文). 
  16. ^ "Zhanghengite Mineral Data". Mineralogy Database. [2014-08-20] (英文). 
漢賦四大家
司馬相如 · 揚雄 · 班固 · 張衡