張衡發(fā)明的渾天儀有什么作用?揭秘張衡的渾天儀是干什么的
瘋少
說起科學(xué)這個字眼,估計很多人想到的就是18-19世紀(jì)的西方工業(yè)革命時期,不論是在科學(xué)還是文化上面,都在突飛猛進。而同一時間的中國卻非常的欠缺,但是也不至于萬沒有的地步。要說起來,中國人的研究能力也是相當(dāng)強悍的,比如早在東漢時期,就有人對天文和地質(zhì)學(xué)做出巨大影響了。
張衡介紹
張衡,一個文理兼?zhèn)?、濯清漣而不妖的boy。文學(xué)上,《二京賦》、《歸田賦》足以體現(xiàn)出他的文采,且他的頭上還有漢賦四大家之一的稱呼。仕途上,張衡也算是順風(fēng)順?biāo)?,基本沒受到什么大的挫折,只是他志不在仕途,經(jīng)常辭官回家搞研究,要知道,要在古代的名人間找到一個不經(jīng)常被貶被陷害的人有多難。
當(dāng)然,張衡的人生重點是在科學(xué)研究上。在當(dāng)官的幾十年里,這位技術(shù)宅一直醉心于學(xué)術(shù)科研,既是出于對政治腐朽的無奈和擺脫,也是他個人的興趣愛好。
現(xiàn)在看張衡的成就,他發(fā)明了以水力推動的渾天儀、能夠探測震源方向的地動儀,還發(fā)現(xiàn)了月食的原因、繪制記錄2500顆星體的星圖、計算圓周率準(zhǔn)確至小數(shù)點后一個位、解釋和確立渾天說的宇宙論等等。
或許按現(xiàn)在的眼光來看,張衡的這些作品都不盡完美,但不以當(dāng)時的歷史眼光去看待歷史的態(tài)度都是耍流氓,每個時代都有每個時代的特點和局限。
為什么我們會覺得張衡厲害,因為在那個流行經(jīng)學(xué)、遍地都是在研究晦澀難懂的學(xué)說的人群之中,能跳脫出這個局限,可見張恒的目光和心胸之廣大?!吧舷滤姆皆挥睿磐駚碓恢?。宇之表無極,宙之端無窮”,天地之大,在宇宙之間,所有人不過是一粒塵埃罷了。
修造渾天儀
公元115年,漢安帝聽說張衡在天文上有高深的造詣,就任命張衡為太史令,掌管“天時、星歷”。在這期間,張衡發(fā)現(xiàn)觀天象的儀器已經(jīng)很陳舊了,根本無法繼續(xù)使用,于是,為了好好觀察研究,他修造了渾天儀。
渾天儀簡單來講就是觀天儀器,其發(fā)明者是西漢的落下閎,但以張衡改進的最為出名。渾天儀用精銅鑄成,主體是一個球體,可以轉(zhuǎn)動,代表天球。球面上還有天球赤道圈和黃道圈,二者成24°夾角,分列有24節(jié)氣。在球的表面上還列有28星宿和其他恒星。
為了使渾天儀自行運轉(zhuǎn),張衡運用齒輪和漏壺流水的力量來進行推動,并巧妙地讓渾天儀一晝夜運轉(zhuǎn)一周,這樣就把天象變化形象地演示了出來。這也就是張衡所改造的水運渾象,是世界上第一架有明確記載的用水力發(fā)動的天文儀器。
在天文學(xué)上,張衡除了渾天儀,還科學(xué)地解釋了“月光”、“月蝕”和晝夜發(fā)生變化的現(xiàn)象,月球本身并不發(fā)光,是“魄生于日之所蔽”,即月光其實是日光的反射,這些知識放在今天可能人人都知道,但站在當(dāng)時的歷史來看,真的是十分了不起了。
地動儀
渾天儀之后,地動儀是張衡最出名也是最突出的成就。說起發(fā)明地動儀,除了因為東漢時期地震頻繁,還和當(dāng)時社會上的崇信的“讖緯”有關(guān)。
“讖緯”簡單來說,就是古代的一種預(yù)言,一些巫師、方士經(jīng)常制造一種隱語,或是通過觀看天象變化,來預(yù)測吉兇。在簡單來講,“讖緯”就是神學(xué)迷信的產(chǎn)物,就是用來忽悠人的智商稅。
但在東漢時期,這種“讖緯”之學(xué)十分流行,甚至到了猖獗的地步,很多巫師、方士見縫插針地將“讖緯”神學(xué)和經(jīng)學(xué)聯(lián)系起來,既污染了儒家經(jīng)典,也深深觸怒了張衡這位具有進步思想的好學(xué)生。
張衡先在言語論述中批駁“讖緯”,指責(zé)這不過是一些巫師裝神弄鬼的虛妄之言,根本沒有預(yù)言的能力,這很容易論證,要是能預(yù)言,之前那些帝王哪會讓自己的王朝覆滅,人家占卜一下,不就可以避開了嗎?
在實際行動上,張衡則是科學(xué)力max地發(fā)明了地動儀。由于東漢時期中原一帶經(jīng)常發(fā)生地震,而古人對地震又搞不清原理,所以也就很自然地往什么天意方面解釋了,比如用外戚專權(quán)來解釋地震,說這是天諭警示。
因此,張衡就想造一臺能測定地震的儀器,以便及時掌握全國各地的地震情況?!耙跃~鑄成,員徑八尺,合蓋隆起,形似酒尊,飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱,傍行八道,施關(guān)發(fā)機……”公元132年,地動儀制成了,這是世界上第一架觀測和記錄地震的儀器。
據(jù)《后漢書·五行志》記載,這架地動儀曾準(zhǔn)確報告了離洛陽千里之遙的隴西發(fā)生的大地震,因此,地動儀受到人們的高度信任。
時間來到現(xiàn)在,由于歷史太過久遠(yuǎn),關(guān)于張衡地動儀的記載,實際上也不過百來字。而其形狀之類的相關(guān)記載,早就無法真正得知了。不過,我們每個人卻都“看見”過地動儀,也就是教科書上的那個。
實際上,教科書上的地動儀是由史學(xué)家王振鐸于上世紀(jì)50年代左右復(fù)原出的概念模型。
“圓徑八尺”、“形似酒尊”、“合蓋隆起”、“外有八龍首銜銅丸”、“下有蟾蜍承之”,盡管有關(guān)于地動儀的記載,但也確實寥寥無幾,而且古代的文字都很簡練,這個復(fù)原也是有相當(dāng)難度的。
近年來,關(guān)于這個入選了歷史教材的地動儀模型,也一直受到爭議,有人指出,王振鐸雖然復(fù)原出了地動儀的模型,但是模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏合理性,龍口中的銅丸無法吐下來,也就無法檢測地震。還有人說,地動儀根本就無法檢測地震,從它在歷史上的消失就可以得出這個結(jié)論。
關(guān)于地動儀的探索仍在繼續(xù),也不曾停下,不管如何,張衡在那個時代所綻放出的光芒和他對宇宙、對科學(xué)的探索,都足以稱得上的偉大的成就了。我們推崇張衡,并不單單因為他制造了這些精巧的事物,而是因為張衡的探索思路和精神,張衡可以說是中國歷史上的第一位科學(xué)家。
人類社會,正是因為有了科學(xué)的加入,才能如此迅速地發(fā)展,大膽假設(shè),小心論證,張衡具有這樣的科學(xué)精神,雖然中國并沒有在那個時代在這方面有進一步的發(fā)展,但張衡的存在,絕對是特殊而有意義的。