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张衡:不只是天文学家

2015-07-06

新作文·高中版 2015年7期
关键词:张衡

张衡,字平子,公元78年出生于南阳西鄂(今河南省南阳县石桥镇),因晚年曾当过三年河间相,后人又称他为河间相。张衡是我国古代一位杰出的文化巨人,他为天文学、地震学、机械制造业的发展做出了卓越的贡献,成为大科学家。他又是一位才华横溢的文学家,写了不少诗和赋,在我国文学发展史上有很高的地位。更令人钦佩的是,他还是东汉四大画家之一,在我国古代绘画史上有很重要的地位。为了纪念他,1956年政府拨款重修了张衡墓和平子读书台,在张衡墓前树立了一块石碑,上面有已故中国科学院院长郭沫若的题词:如此全面发展之人物,在世界史上亦属罕见。万祀千龄,令人敬仰,令人景仰。

张衡语录

·人生在勤,不索何获?

·不患位之不尊,而患德之不崇;不耻禄之不伙,而耻智之不博。(不要担心职位不够高,而应该想想自己的道德是不是完善;不要以自己的收入不够高而感到耻辱,而应该想想自己的学识够不够渊博。)

·共夙昔而不贰兮,固终始之所服也。(早晚恭敬没有二心啊,坚持始终所服事的礼义。)

·姑亦奉顺敦笃,守以忠信,得之不休,不获不吝。

·夫水所以载舟,亦所以覆舟;坚冰作于履霜,寻木起于蘖栽。

·苟中情之端直兮,莫吾知而不恧(nǜ)。(如果我内心是正直的啊,没有人了解我,我也不惭愧。)

【腹有诗书气自华】

东汉大科学家张衡

@佚 名

东汉时期,也就是距今约一千八百多年前(公元117年),一台利用水力推动自动运转的大型天文仪器——“水运浑象”(连接到科学里程碑漏水转浑天仪)在东汉的京都洛阳制造成功了。仅仅相隔了二十年(公元138年),安置在京都洛阳的又一台仪器——“候风地动仪”准确地报告了西方千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器记录、研究地震的新纪元。这两台著名仪器的发明者就是张衡。

张衡,字平子,东汉建初三年(公元78年),出生于南阳郡西鄂县石桥镇(今河南省南阳市城北五十里)一个破落的官僚家庭。祖父张堪是地方官吏,曾任蜀郡太守和渔阳(今河北省蓟县一带)太守。张衡幼年时候,家境已经衰落,有时还要靠亲友的接济。“自古英才多贫贱,从来纨绔少伟男”,正是这种贫困的生活对他的成长起到了很好的作用。当时的南阳是经济和文化都很发达的地区,有“南都”之称。张衡在这样的环境熏陶下,加上他自幼刻苦好学,在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。

由于家中的经卷典籍已经不能满足张衡的求知欲望了,于是从十六岁开始,他便离乡游学,广结学者名流。他曾到汉朝故都长安一带,游览了当地的名胜古迹,考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了当时的首都洛阳,就读于最高学府——太学,并成为学识比较渊博的学者。当时,地方上曾经推举他做“孝廉”,公府也多次招聘他去做官,但都被他拒绝了。

张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究。他的文学作品很多,风格也各不相同。有的形式短小,重在抒情,如《归田赋》;有的气势磅礴,广写景物,如《二京赋》;有的特色突出,独树一格,如《四愁诗》《同声歌》等。和帝永元十二年(公元100年),23岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿,掌管文书工作。并在办理政务之余,潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材,先后花了十年工夫,于安帝永初元年(公元107年)写成著名的文学著作《东京赋》和《西京赋》,总称为《二京赋》。文中,张衡以很大的篇幅无情揭露、讽刺了当时京师中帝王贵族“取乐今日,遑恤我后,既定且宁,焉知倾”的腐败寄生生活,受到人们的欢迎而传诵于世。

后来,鲍德调任,张衡便辞职回家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人,几次派人邀请张衡作他的幕僚,以增强自己这一派的势力。但张衡一方面厌恶外戚专权,一方面想专心钻研学问,都坚决地拒绝了。

在张衡34岁的时候,他的研究兴趣逐渐转到哲学和自然科学方面。他很喜爱扬雄(公元前53年—公元18年)的哲学著作《太玄经》。《太玄经》的内容涉及天文、历法、数学等方面,引起了他很大的兴趣。《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡很大的启发。

安帝永初四年(公元111年),张衡应征进京,先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职。其中担任太史令时间最长,前后达14年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律(计量和音律)等事务的官员。在他任职期间,对天文历算进行了精密的研究,做出了重大的贡献。

汉朝时,关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种:盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说创立最早,它认为天在上,地在下,天像一个半圆形的罩子,大地是平的,或者像一个倒扣着的盘子。浑天说主张天是浑圆的,日月星辰会转入地下。至于大地,早期的浑天说认为大地是平的,东汉三国时期的陆绩(公元187年—219年)等进一步提出了大地是球形的概念,使浑天学说臻于完备。宣夜说却认为天没有一定的形状,而是无边无际的充满气体的空间,日、月、五星(金、木、水、火、土五大行星)等都飘浮在气体中。

张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察,认真研究了这三种学说,认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论,在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上创制了一个能够精确证明浑天思想的“浑天仪”。他精通天文、历算,具有很强的革新思想,先后写出了《灵宪》《灵宪图》《浑天仪图注》等天文学著作,成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。

张衡之所以能够在科学上做出杰出成就,成为伟大的科学家,和他坚持唯物观点,反对唯心主义和迷信思想有密不可分的联系。张衡一生为我国的科学文化事业做出了卓越的贡献,是我国古代伟大的科学家之一。他谦虚谨慎、勤学不倦,在所从事的事业中表现出了一丝不苟、精益求精、不畏强权、勇于进取的研究风格。而他不慕名利的高尚品德更值得我们学习。endprint

永和四年(公元139年),张衡请求告老还乡不准,又被调到朝中做尚书,但只任职一年就与世长辞了,终年61岁。

(有删节)

【操千曲而后晓声】

“木圣”张衡

@佚 名

我国天文学发展的历史是悠久的。到汉代已有盖天、宣夜和浑天等学派。盖天说认为,天如盖,盖心是北极,天盖左旋,日月星辰右转。宣夜说认为天无定形,日月星辰“自然浮生虚空之中”,并不附着于“天体”之上。浑天说认为天如蛋壳,地如蛋黄,天地乘气而立,载水而行。

宣夜说后来不幸失传了,盖天、浑天两说并行,竞相争鸣,比较科学的浑天说渐占上风。同时,观测天象的仪器也不断出现,如武帝时洛下闳制造了浑天仪,宣帝时耿寿昌又造了浑天仪,和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪。

张衡继承和发展了前人的成果。任太史令后,他更加勤奋地“研核阴阳”,终于“妙尽璇玑之正”。元初四年(公元117年),一件成就空前的铜铸浑天仪,被张衡造了出来。

浑天仪主体是几层均可运转的圆圈,最外层周长一丈四尺六寸。各层分别刻着内、外规,南、北极,黄、赤道,二十四节气,二十八列宿,还有“中”“外”星辰和日、月、五纬等等天象。仪上附着两个漏壶,壶底有孔,滴水推动圆圈,圆圈按着刻度慢慢转动。于是乎各种天文现象便赫然展现在人们眼前。这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里,室内观仪人员把某时某刻出现的天象及时报告给灵台上的观天人员,结果是仪上、天上所现完全相符。

铜仪的两侧附有玉虬(龙)各一,吐水入壶,左为夜,右为昼。壶上分别立着金铜仙人和胥徒,“皆以左手抱箭,右手指刻,以别天时早晚”。更有妙者:台阶下还有内装机关,与两壶相连的瑞轮等,靠着滴水的推动,依照月亮出入圆缺的变化,不停地旋转开合,表示着朔、望、弦、晦等日期,有如活动日历一般,可见这件浑天仪及其附器,与宋代的假天仪有许多相似之处。在浑天仪诞生的前一年,张衡先用竹篾制成一个模型,名曰“小浑”,进行了一系列的试验和校正,然后才铸作大仪。浑天仪是张衡血汗的结晶。他接着写了《浑天仪图注》和《漏水转浑天仪注》两本说明书,又撰成《灵宪》一部,绘制《灵宪图》一份。在这些著作中,张衡比较系统地阐述了自己的天文学理论,反映了他的朴素唯物主义的自然观。他认为宇宙是无限的,天体的运行是有规律的;月光是日光的反射,月蚀起因于地遮日光,月绕地行且有升降。他认识到太阳运行(应是地球公转)的某些规律,正确解释了冬季夜长、夏季夜短和春分、秋分昼夜等时的起因。他指出在中原可以见到的星有2500个,与今人所知略近。他经过对某些天体运转情况的观测,得出一周天为三百六十五度又四分度之一的结论,与近世所测地球绕日一周历时365天5小时48分46秒的数值相差无几。

由于研究天文、律历和制作仪器,张衡对数学的研究相应地加强了。在制成浑天仪后,他写成了《算罔论》,要“网络天地而算之”。他用“渐进分数”之法,算出圆周率为10的平方根,为3.1466。这比《周髀》所记载的π=3的数值大大进了一步。直到517个世纪以后,印度和阿拉伯的数学家才得出这个数值。

建光元年(公元121年),张衡转任公车司马令,总领天下征诏之事。他没有被繁杂的公务所淹没,举足走进物理学和机械制造学的领域之中,并且取得了许多惊人的成就。他成了当时首屈一指的机械制造专家,所造器物之精妙,无与伦比,被人称为“木圣”。他运用差动齿轮原理,造出了指南车和记里鼓车。他还精心制造出一只木鸟,“假以羽翮,腹中施机,能飞数里”,这简直是当时世上绝无仅有的一架木制“飞机”!可惜其实物和详细造法,也像他的许多杰作一样,后来大多失传了。

张衡还制造出一种测影仪器——土圭,用来研究天文、地理。他绘制成一幅《地形图》,一直流传到唐朝。他善画山水、动物,与赵歧、刘褒、蔡邕(文姬之父)并称为东汉四大画家。他对音乐、舞蹈等艺术也有精深研究。如在《观舞赋》里,他曾这样巧妙地形容舞蹈演员的舞技:“连翩络绎,乍续乍绝,裾似飞鸾,袖如回雪。”

【问渠那得清如许】

仔细观察,用心思考

张衡是东汉时期杰出的科学家。他从小就观察仔细,爱想问题,对周围的事物,总要寻根究底,弄个水落石出。在一个夏天的晚上,张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉时,不时举手指指画画,认真地数星星。张衡对爷爷说:“我数的时间久了,看见有的星星位置移动了,原来在天空东边的,偏到西边去了。有的星星出现了,有的星星又不见了。它们不是在跑动吗?”爷爷说道:“星星确实是会移动的。你要认识星星,先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星,连在一起就像烫衣服的熨斗,很容易找到……”“噢!我找到了!”小张衡很兴奋又问:“那么,它是怎样移动的呢?”爷爷想了想说:“大约到半夜,它就移到地平线上,到天快亮的时候,这北斗星就翻了一个身,倒挂在天空……”这天晚上,张衡一直睡不着,多次起来看北斗星。夜深人静,当他看到那闪烁而明亮的北斗星时,果然倒挂着,他感到多么高兴啊!他想:这北斗星为什么会这样转来转去,是什么原因呢?天一亮,他便赶去问爷爷,谁知爷爷也讲不清楚。于是,他带着这个问题,不断地观察和研究,并最终发现了天体运动的规律。

涉猎广泛,成就突出

张衡不仅是天文学家,他还是东汉时期有名的文学家,他的绘画也相当出色,被列为当时的四大名画家之一。据中国的史书记载,张衡一生共留下科学、哲学、文学方面的著作三十二篇,这些著作不仅表明了张衡的为人和治学态度,也是中国早期的科学幻想文章。另外,《二京赋》被称为张衡的代表作,一直流传至今。在这两篇作品中,张衡细致地描写了东京、西京的景致(东京,指现在陕西省的西安;西京指现在河南省的洛阳),娓娓地叙述了这里的风俗民情,手法浪漫夸张,其中叙述各种民间技艺的表演,是极其珍贵的中国古代杂技艺术史料。

刻苦好学,游历博闻endprint

张衡幼年时,家境已经衰落,有时还要靠亲友的接济。但张衡没有被衰落的家境打倒,自幼刻苦好学,在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。

张衡的家乡南阳当时已经是经济和文化都很发达的地区,有“南都”之称。张衡在这样的环境熏陶下,加上刻苦好学,学到了很多的东西。后来,由于家中的经卷典籍已经不能满足张衡的求知欲望了,于是从十六岁开始,他便离乡游学,广结学者名流。他曾到汉朝故都长安一带,游览了当地的名胜古迹,考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了当时的首都洛阳,就读于最高学府——太学,并成为学识比较渊博的学者。

【绝知此事要躬行】

请运用张衡这个人物素材,围绕“勤奋好学”“广泛涉猎”“不慕名利”三个话题,各写一个200字左右的语段。

参考示例:

1.勤奋好学 勤奋是一个人取得成就的重要因素,好学则使得勤奋有了正确的途径和方法。历史上所有勤奋好学的人都能在自己研究领域取得成就。孟子小的时候比较贪玩,后来他母亲通过剪断布匹来激励他,使他幡然悔悟,从此勤奋好学,终成一代“亚圣”。战国时的苏秦,夜以继日地读书,实在太累了,就用锥子刺腿来使头脑清醒。汉代的孙敬,为了防止读书时瞌睡,便用一根绳子把自己的头发系在房梁上,只要一打瞌睡就会被扯醒。这就是历史上“刺股悬梁”的故事。张衡面对家庭的困境,也没有放弃自己的研究,勤奋好学,终于在天文学方面取得了巨大的成就。

2.广泛涉猎 历史上很多人都是专才,但纵观历史,我们总会发现,一个人要想取得巨大的成就,就一定不会仅仅只局限在一个角度、一个方面。广泛涉猎会让一个人视野宽广,取得更大的成就。中国古代的张衡如此,西方近代的帕斯卡也是如此。正如恩格斯曾经评价马克思说:“一生中能有这样两个发现,该是很够了,即使只要能做出一个这样的发现,也已经是幸福的了。但是马克思在他所研究的每一个领域,甚至在数学领域,都有独到的发现,这样的领域是很多的,而且其中任何一个领域他都不是浅尝辄止。”这些伟人的巨大成就和他们涉猎广泛完全分不开。

3.不慕名利 年轻时的张衡就已经才闻于世,但他却从无骄傲之心,依然保持从容淡静的心态,不好交接俗人,不追名逐利。当时的东汉大将军邓骘是炙手可热的人物,爱张衡其才,曾多次召唤,张衡不为所动,一门心思做自己的学问。后来虽然做了朝廷的官,他依旧两耳不闻窗外事,孜孜于科研学问。有朋友好心劝告他可以顺应潮流,委曲求全,张衡作了《应闲》来回应说,有的人劝我不要去钻研那些难而无用的技术,应该“卑体屈己美言”以求多福。我回答:“君子不患位之不尊,而患德之不崇;不耻禄之不伙,而耻知之不博。”掷地有声的回复,表明了张衡不慕名利、追求德智的高尚情操。在张衡心里,智者不去追求名位,充分表达出作为一个科学家渴求知识、敢于和鄙视知识的愚昧作斗争的崇高精神。

(供稿/柴海军)endprint

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