《张衡和他的地动仪》p

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1、张衡和他的地动仪张衡简介中国东汉科学家。字平子。南阳西鄂（今河南省南阳县石桥镇）人。早年在家发奋苦读，17岁去长安和洛阳一带游历，参观太学，求师访友。永元十二年（100）出任南阳太守的主簿。永初五年（111）赴京都任郎中和尚书侍郎，并曾两度担任太史令。晚年曾任河间相、尚书等职。在天文学、在天文学、地震学、机械制造、数学、文学、绘画等方面均有很高造诣。在天文学方面，代表作是《浑天仪图注》和《灵宪》。主张浑天说，提出天犹如一个鸡蛋，地如鸡蛋中的蛋黄那样居于中心，天地各乘气而立，载水而浮。虽主张天有一个硬壳，却又主张“宇之表无级，宙之端无穷”，

2、认为天外有天，宇宙无限。提出具有朴素辩证法思想的天地起源说，认为天地未分之前，一片混沌，后来元气各自分开，天地生成，万物滋育。正确解释了月食成因，认为月食是由于月球进入地影而产生。提出“近天则迟，远天则速”，用距离的不同来解释五星运动的快慢。他估计中原一带肉眼能看见的星数约为2500颗，测定了太阳、月亮的视角直径是周天的1／736(约0°.49），这些都与实际情况十分接近。他设计制造了第一台水运浑象，用水力作为动力通过齿轮系统推动浑象本体一天旋转一周，浑象上所显示的星的出没与实际天象完全相符。巨大成就在地震学方面，他于永建七年（132）创

3、制了世界上第一架地震仪——候风地动仪。该仪器十分灵敏，有一次远在千里之外的甘肃发生地震，京都洛阳毫无震感，但它却依然测到了。在数学上的代表作是《算罔论》，其中给出圆周率π＝≈3.1466和π＝≈3.1623两个近似值。在思想领域，他坚决反对当时封建统治者所崇尚的谶纬神学，冒着会遭杀身之祸的危险，进谏皇上，“收藏图谶，一禁绝之”。在文学上，所作《东京赋》、《西京赋》、《应闲赋》、《思玄赋》等都是十分有名的著作。他还绘制过一幅地形图，并擅长绘画，被人列为当时六大名画家之一。1956年，河南省南阳县重修了他的坟墓，并在墓前立碑。郭沫若在碑上题词

4、：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。万祀千龄，令人敬仰”。巨大成就候风地动仪世界上第一架测验地震的仪器是中国东汉时期天文学家张衡于汉顺帝阳嘉元年（公元132）制成的候风地动仪。“候风”有“候气”的意思,古人以为地震是由地(气)所引起的,因而以此为名。地动仪由精铜铸成,直径2.7米，外形像一个大酒壶,中间的圆径八尺,顶上有突出的子,仪器的外表刻有篆文以及山,龟,鸟,兽等图形。地动仪里面有精巧的结构，主要为中间的铜质都柱(上粗下细的棍关，相当于一种倒立型的震摆)和它周围的八道（装置在摆的周围的8组机械装置）。仪体外部周围铸着八条龙,头

5、向下,尾朝上,按东,南,西,北,东南,东北,西南,西北八个方向布列。龙头和内部信道中的发动机关相连,每个龙头嘴里衔有一粒小铜珠。地上对准龙嘴处,蹲着八个铜蟾蜍,昂着头,张着嘴,当某处发生地震,都柱便倒向那一方,触动“牙机”,使发生地震方向的龙头张开嘴巴,吐出铜珠,落到铜蟾蜍嘴里,发出“当啷”声响,由此便可知道地震发生的时间和哪个方向发生地震。据史料记载，候风地动仪曾成功地记录了138年发生在甘肃的一次强烈地震，从而证明了它的准确性和可靠性。张衡于汉顺帝阳嘉元年（公元132年）制成的候风地动仪，地震仪安放在阳,于顺帝永和三年二月初三（公元1

6、37年）测出在陇西发生的地震,可见仪器灵敏度相当高。曾于138年测出千里之外的陇西所发生的一次地震,朝野上下,颇为震动。但由于当时朝堂上谶讳迷信劫力很盛,张衡的一重要发明没有得到应有的重视,候风地动仪也没有被保存下来。张衡的地动仪比外国同类仪器早诞生近一千年。古波斯直到公元十一世纪才有类似地震仪器。近代的地震仪在公元1880年才制成,它的原理和张衡地动仪基本相似,但时间却晚了一千七百年。候风地动仪据史书(五行志)记载,公元九二年以后,几乎连年发生地震,地震地区大至数十郡,吊玫地裂地陷,江河泛滥,房屋倒塌。张衡鉴于地震的频繁,创造了候风地动

7、仪,以测定地震的方位。右图为张衡于132年制造的候风地动仪复原模型。候风地动仪指南车中国古代用来指示方向的一种机械装置。它利用差速齿轮原理，不论车子转向何方，木人的手始终指向南方。据考证，三国魏马钧创造指南车，虽有记载，但造法失传。张衡时对指南车进行了改良。《宋史·舆服志》对其机械构造有具体记载。宋代造法有天圣五年（1027）燕肃所献传统做法和大观元年（1107)内侍省吴德仁所献车制两种。指南车的创造标志着中国古代在齿轮传动和离合器的应用上已取得很大成就。浑天说中国古代一种宇宙学说，认为天是一个圆球，地则位于这个圆球的中间。天在不停地旋转

8、，日月星辰随天运转，转到地平线之下就看不见了，这种见解比盖天说更合理地解释了天体的出没。早期的浑天说认为“天地各乘气而立，载水而浮”（东汉张衡《浑天仪注》），即天地之间上半充满了气，下半则充满