1. 漢朝張衡發明了地動儀和什麼
渾天儀
張衡,字平子,章帝建初三年(公元78年),誕生於南陽郡西鄂縣石橋鎮一個破落的官僚家庭(今河南省南陽市城北五十里石橋鎮)。祖父張堪是地方官吏,曾任蜀郡太守和漁陽太守。張衡幼年時候,家境已經衰落,有時還要靠親友的接濟。正是這種貧困的生活使他能夠接觸到社會下層的勞動群眾和一些生產、生活實際,從而給他後來的科學創造事業帶來了積極的影響。
當時的南陽是經濟和文化都很發達的地區,有「南都」之稱。張衡在這樣的環境熏陶下,加上他自幼刻苦好學,在青少年時代就已經為後來從事文學和科學事業打下了良好的基礎。
由於家中的經卷典籍慢慢地不能滿足張衡的求知慾望了,於是從十六歲開始,他便離鄉游學,廣結學者名流。他曾到漢朝故都長安一帶,游覽了當地的名勝古跡,考察了周圍的山川形勢、物產風俗、世態人情。後來他又到了當時的首都洛陽,就讀於最高學府——太學。並成為學識比較淵博的學者。當時,地方上曾經推舉他做「孝廉」,公府也多次招聘他去做官,但都被他拒絕了。
張衡自幼就對文學有特殊的愛好和研究。他的文學作品很多,風格也各不相同。有的形式短小,重在抒情,如《歸田賦》。有的氣勢磅礴,廣寫景物,如《二京賦》;有的特色突出,獨樹一格,如《四愁詩》、《同聲歌》等。
和帝永元十二年(公元100年),二十三歲的張衡應邀回鄉出任南陽太守鮑德的主簿,掌管文書工作。並在辦理政務之餘,潛心於文學創作。他以游學長安和洛陽的見聞作為素材,先後花了十年功夫,精心雕琢、反復修改,於安帝永初元年(公元107年)寫成著名的《東京賦》和《西京賦》,總稱為《二京賦》,為人們廣為流傳,他畫的畫也很出色。
後來,鮑德調任,張衡便辭職回家。掌握朝政的皇親鄧騭為了籠絡士人,幾次派人邀請張衡作他的幕僚,以增強自己這一派的勢力。但張衡一方面厭惡外戚專權,一方面想專心鑽研學問,都堅決地拒絕了。
在張衡三十四歲的時候,他的研究興趣逐漸轉到哲學和自然科學方面。他很喜愛揚雄的哲學著作《太玄經》。《太玄經》的內容涉及天文、歷法、數學等方面,引起了他很大的興趣。《太玄經》里的一些樸素的唯物主義觀點也給了張衡以很大的啟發。
安帝永初四年(公元111年),張衡應征進京,先後任郎中、太史令、公車司馬令等低、中級官職。其中擔任太史令時間最長,前後達十四年之久。太史令是主持觀測天象、編訂歷法、候望氣象、調理鍾律(計量和音律)等事務的官員。在他任職期間,對天文歷算進行了精湛的研究,做出了重大的貢獻。
漢朝時,關於天體運動和宇宙結構的學說已經出現了三種:蓋天說、渾天說和宣夜說。蓋天說又稱天圓地方說,認為天是圓的,像一把張開的傘,地是方的象一個棋盤;渾天說認為天地的形狀像一個雞蛋,天與地的關系就像蛋殼包著蛋黃;宣夜說認為天沒有一定的形質,日、月、五星(金、木、水、火、土五大行星)等都飄浮在氣體中。
張衡根據自己對天體運行規律的認識和實際觀察,認真研究了這三種學說,認為渾天說比較符合觀測的實際。他繼承和發展了前人的渾天理論,大膽地對天象提出了許多新的見解。
張衡在西漢耿壽昌發明的渾天儀的基礎上,根據自己的渾天說,創制了一個比以前都精確、全面的多的「渾天儀」。創制了一個能夠精確在表演渾天思想的「渾天儀」。
渾天儀是一個可以轉動的空心銅球。銅球外表刻有二十八宿和其他一些恆星的位置;球體內有一根鐵軸貫穿球心,軸的兩端象徵北極和南極。球體的外面裝有幾個銅圓圈,代表地平圈、子午圈、黃道圈、赤道圈,赤道和黃道上刻有二十四節氣。凡是張衡當時知道的重要天文現象,都刻在了渾天儀上。
為了使「渾天儀」能自動轉動,張衡又利用水力推動齒輪的原理,用滴壺滴出來的水力推動齒輪,帶動空心銅球繞軸旋轉。銅球轉動一周的速度和地球自轉的速度相等。這樣,人們坐在屋子裡,便能從渾天儀上看到天體運行的情況了。
從公元89年到140年,東漢都城洛陽和隴西一帶,共出現過三十三次地震。特別是公元119年,洛陽和其他地區連續發生了兩次大地震,促進了張衡加緊對於地震的研究。他終於在公元132年,發明並製造出了我國第一架測報地震的儀器——地動儀。
張衡製造的這台地動儀,相當靈敏准確。公元138年的一天,地動儀精確的測知距離洛陽一千多里的隴西發生地震,表明他的精密程度達到了相當高的水平。歐洲在1880年才製造出類似的地震儀,距張衡已經晚了一千七百多年。
在氣象學方面,張衡還創造了一種測定風向的儀器——侯風儀,又叫相風銅鳥。是在一根五丈高的桿頂安放一隻銜著花的銅鳥,可以隨著風向轉動。鳥頭所對的方向就是風向。這個儀器和歐洲裝在屋頂上的候風雞相似,但是後風雞是在十二世紀才出現的,比起張衡的候風儀晚了一千年。
張衡一生為我國的科學文化事業作出了卓越的貢獻,是我國古代偉大的科學家之一。他謙虛謹慎、勤學不倦。「如川之逝,不舍晝夜」,幾十年如同一日,在所從事的事業中表現出了一絲不苟、精益求精、不畏強權、勇於進取的研究風格。而他不慕名利的高尚品德更值得我們學習。
永和四年(公元139年),張衡請求告老還鄉不準,又被調到朝中做尚書,但只任職一年就與世長辭了,終年六十一歲。
《靈憲》
張衡一生所著的天文學著作,以《靈憲》最為著名。這是一部闡述天地日月星辰生成和它們的運動的天文理論著作,代表了張衡研究天文的成果。它總結了當時的天文知識,雖然其中也有一些錯誤,但還是提出了不少先進的科學思想和獨到見解。
例如,在闡述渾天理論的時候,雖然仍舊保留著舊的地平概念,並且提出了「天球」的直徑問題,但是張衡進一步明確提出在「天球」之外還是有空間的。他說:「過此而往者,未之或知也。未之或知者,宇宙之謂也。宇之表無極,宙之端無窮」。就是說,我們能夠觀測到的空間是有限的,觀測不到的地方是無窮無盡,無始無終的宇宙。這段話明確地提出了宇宙在時間和空間上都是無窮無盡的思想,是十分可貴的。
張衡在《靈憲》中指出月亮本身並不發光,月光是反射的太陽光。他說「夫日譬猶水,火則外光,水則含景。故月光生於日之所照,魄生於日之所蔽;當日則光盈,就日則光盡也」(景就是影,魄指月亮虧缺的部分)。他生動形象地把太陽和月亮比做火和水,火能發光,水能反光,指出月光的產生是由於日光照射的緣故,有時看不到月光,是因為太陽光被遮住了。他這種見解在當時是十分新鮮的,也是正確的。
同時,張衡還進一步解釋了月食發生的原因。他說:「當日之沖,光常不合者,蔽於地也,是謂暗虛。在星則星微,遇月則食。」這段話的意思是:「望月」時,應該能看到滿月,但是有時看不到,這是因為日光被地球遮住的緣故。他將地影的暗處叫做「暗虛」,月亮經過「暗虛」時就發生月食,精闢地闡述了月食的原理。至於「在星則星微」一句,說的是星星碰上「暗虛」就隱而不見了。
現在看來這種說法是不正確的。由於星星距地球極為遙遠,又大都是發光的恆星,不象月球一樣屬於行星,因此沒有任何一個星星會進入地球的影子之中而失去了光芒。這是張衡的不足之處。這也可以看出在當時的水平下,古人的研究不可能作到盡善盡美。今人也一樣,做任何事情的時候都不可能將事情作的絕對正確,但一定要最大程度的正確反映客觀現實。
此外,張衡在《靈憲》中還算出了日、月的角直徑,記錄了在中原洛陽觀察到的恆星二千五百多顆,常明星一百二十四顆,叫得上名字的星約三百二十顆。這和近代天文學家觀察的結果是相當接近的。
在張衡的另一部天文著作《渾天儀圖注》里還測定出地球繞太陽一年所需的時間是「周天三百六十五度又四分度之一」,這和近代天文學家所測量的時間365天5小時48分46秒的數字十分接近,說明張衡對天文學的研究已經達到了比較高的水平。
2. 張衡是哪一年發明地動儀的
東漢陽嘉元年(公元132年)
3. 張衡是怎麼發明地動儀的
張衡是東漢時候傑出的科學家。他從小就愛想問題,對周圍的事物,總要尋根究底,弄個水落石出。
在一個夏天的晚上,張衡和爺爺、奶奶在院子里乘涼。他坐在一張竹床上,仰著頭,獃獃地看著天空,還不時舉手指指畫畫,認真地數星星。
張衡對爺爺說:「我數的時間久了,看見有的星星位置移動了,原來在天空東邊的,偏到西邊去了。有的星星出現了,有的星星又不見了。它們不是在跑動嗎?」
爺爺說道:「星星確實是會移動的。你要認識星星,先要看北斗星。你看那邊比較明亮的七顆星,連在一起就像做飯的勺子,很容易找到……」
「噢!我找到了!」小張衡很興奮又問題:「那麼,它是怎樣移動的呢?」
爺爺想了想說:「大約到半夜,它就移到地平線上,到天快亮的時候,這北斗就翻了一個身,倒掛在天空……」
這天晚上,張衡一直睡不著,多次起來看北斗。夜深人靜,當他看到那閃爍而明亮的北斗星時,果然倒掛著,他感到多麼高興啊!他想:這北斗為什麼會這樣轉來轉去,是什麼原因呢?天一亮,他便趕去問爺爺,誰知爺爺也講不清楚。
後來,張衡長大了,皇帝得知他文才出眾,把張衡召到京城洛陽擔任太史令,主要是掌管天文歷法的事情。
為了探明自然界的奧秘,年輕的張衡常常一個人關在書房裡讀書、研究,還常常站在天文台上觀察日月星辰。他想,如果能製造出一種儀器,能夠上觀天,下察地,預報自然界將要發生的情況,這對人們預防災害,揭穿那些荒誕的迷信鬼話,該是多麼好啊!
於是,張衡把從書本中和觀察到的材料,進行分析研究,開始了試制「觀天察地」儀器的工作。他把研究的心得先寫成一本書,叫做《靈憲》。在這本書里,他告訴人們:天是球形的,像個雞蛋,天就像雞蛋殼,包在地的外面,地就像蛋黃,就叫做「渾天說」。
接著,張衡根據這種「渾天說」的理論,開始設計、製造儀器了。不知經過多少個風雨晨昏,熬過多少個不眠之夜,一個當時世界上最先進的天文儀器——渾天儀誕生了。這個大銅球很像今天的地球儀,它裝在一個傾斜的軸上,利用水力轉動,它轉動一周的速度恰好和地球自轉一周的速度相等。而且在這個人造的天體上,可以准確地看到太空中的星象。張衡說:「天上的星星,能見的共有二千五百顆,但我們經常能看到的卻只有一百二十顆。」
那個時期,經常發生地震。有時候一年一次,也有一年兩次。發生了一次大地震,就影響到好幾十個郡,城牆、房屋發生倒坍,還死傷了許多人畜。
當時的封建帝王和一般人都把地震看做是不吉利的徵兆,有的還趁機宣傳迷信、欺騙人民。
但是,張衡卻不信神,不信邪,他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗,發明了一個測報地震的儀器,叫做「地動儀」。
地動儀是用青銅製造的,外形有點像一個酒壇,四圍刻鑄著8條龍,龍頭向8個方向伸著。每條龍的嘴裡含了一顆小銅球:龍頭下面,蹲了一個銅制的蛤蟆,對准龍嘴張著嘴。哪個方向發生了地震,朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來,把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴裡,發出響亮的聲音,就給人發出地震的警報。
公元138年2月的一天,張衡的地動儀正對西方的龍嘴忽然張開來,吐出了銅球。按照張衡的設計,這就是報告西部發生了地震。
可是,那一天洛陽一點也沒有地震的跡象,也沒有聽說四周有哪兒發生了地震。因此,大夥兒議論紛紛,都說張衡的地動儀是騙人的玩意兒,甚至有人說他有意造謠生事。
過了幾天,有人騎著快馬來向朝廷報告,離洛陽1000多里的金城、隴西一帶發生了大地震,連山都有崩塌下來的。大夥兒這才信服。
可是在那個時候,朝廷掌權的全是宦官或是外戚,像張衡這樣有才能的人不但不被重用,反而被打擊排擠。張衡做侍中的時候,因為與皇帝接近,宦官怕張衡在皇帝面前揭他們的短,就在皇帝面前講張衡很多壞話。他被調出了京城,到河間去當國相。
張衡在他61歲那年病死。但他在我國科學史上卻留下了光輝的業績。
知識點
渾天儀
渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾天儀渾儀是測量天體球面坐標的一種儀器,而渾象是古代用來演示天象的儀表。它們是我國東漢天文學家張衡所制的。西方的渾天儀最早由埃拉托色尼於公元前255年發明。葡萄牙國旗上畫有渾儀。自馬努埃一世起渾天儀成為該國之象徵。
4. 漢朝時候,張衡發明的地動儀
地動抄儀是中國東漢科學家張衡創造的一傳世傑作。張衡所處的東漢時代,地震比較頻繁。張衡對地震有不少親身體驗,為了掌握全國地震動態,他經過長年研究,終於在陽嘉元年(公元132年)發明了候風地動儀,這也是世界上的第一架地動儀[1]。 地動儀有八個方位,每個方位上均有口含龍珠的龍頭,在每條龍頭的下方都有一隻蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生,該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。漢順帝陽嘉三年十一月壬寅(公元134年12月13日),地動儀的一個龍機突然發動,吐出了銅球,掉進了那個蟾蜍的嘴裡。當時在京師(洛陽)的人們卻絲毫沒有感覺到地震的跡象,於是有人開始議論紛紛,責怪地動儀不靈驗。沒過幾天,隴西(今甘肅省天水地區)有人快馬來報,證實那裡前幾天確實發生了地震,於是人們開始對張衡的高超技術極為信服。隴西距洛陽有一千多里,地動儀標示無誤,說明它的測震靈敏度是比較高的。
5. 張衡發明地動儀的故事
公元132年(陽嘉元年),張衡在太史令任上發明了最早的地動儀,稱為候風地動儀。據《後漢書·張衡傳》記載:地動儀用精銅鑄成,圓徑八尺,頂蓋突起,形如酒樽,用篆文山龜鳥獸的形象裝飾。中有大柱,傍行八道,安關閉發動之機。
它有八個方位,每個方位上均有一條口含銅珠的龍,在每條龍的下方都有一隻蟾蜍與其對應。任何一方如有地震發生,該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中,由此便可測出發生地震的方向。經過試驗,與所設制,符合如神,自從有書籍記載以來,是沒有過的。
曾經一龍機發,地不覺動,雒陽的學者都責怪不足信,幾天之後,送信人來了,果然在隴西地發生地震,眾人於是都服其神妙。自此之後,朝廷就令史官記載地動發生的地方。
關於地動儀的結構,流行的有兩個版本:王振鐸模型,即「都柱」是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體,控制龍口的機關在「都柱」周圍。這一種模型已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出,即「都柱」是懸垂擺(見袁宏《後漢紀》),擺下方有一個小球,球位於「米」字形滑道交匯處(即《後漢書·張衡傳》中所說的「關」),地震時,「都柱」撥動小球,小球擊發控制龍口的機關,使龍口張開。
另外,馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體並充當儀器的腳。該模型經模擬測試,結果與歷史記載吻合。
世界上地震頻繁,但真正能用儀器來觀測地震,在國外,是19世紀以後的事。候風地動儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限於測知震中的大概方位,但它卻超越了世界科技的發展約1800年。
(5)張衡發明地動儀時間擴展閱讀:
在科學發明創造方面,張衡更是對中國和世界文化做出了極大貢獻。中國的渾天儀,從公元前一世紀中葉起,開始了迅速的發展。西漢的耿壽昌發明了最早的渾天儀。公元125年左右張衡在耿壽昌、傅安和賈逵的基礎上,加上地平環和子午環,製作成了完整的渾天儀。
李約瑟給予了很高的評價:「張衡是演示用渾儀(中間裝有地的模型)的首創者,同時又成功地利用水力來運轉渾儀(包括觀測用)上的環圈,他用一種方法把演示和觀測兩者的效用結合起來了。自此以後,這兩種渾儀的制用方法經過幾百年都沒有多少改變」;「據我們所知,關於渾儀的資料,以張衡的《渾儀》一書的殘篇為最古(約公元125年)。」
他還創製成功了世界上最早的用水力轉動的渾天儀(亦名渾象)。根據《宋書·天文志》記載,該渾天儀至東晉猶存。張衡在公元132年製造了測定地震的候風地動儀,非常科學和准確,史稱「驗之以事,合契若神」。此外張衡還製造了三輪自轉車、指南車、自飛木雕等。
6. 司馬遷著史記和東漢張衡發明地動儀哪個歷史時間在前
司馬遷著史記在前。司馬遷著史記在西漢,而張衡發明地動儀在東漢。
《史記》是西漢著名史學家司馬遷撰寫的一部紀傳體史書,是中國歷史上第一部紀傳體通史,被列為「二十四史」之首,記載了上至上古傳說中的黃帝時代,下至漢武帝元狩元年間共3000多年的歷史。
地動儀是中國東漢科學家張衡創造的一傳世傑作。張衡所處的東漢時代,地震比較頻繁。張衡對地震有不少親身體驗,為了掌握全國地震動態,他經過長年研究,終於在陽嘉元年(公元132年)發明了候風地動儀,這也是世界上的第一架地動儀。
7. 張衡發明地動儀,具體是什麼過程
說起地動儀,想必大家第一時間想到的就是張衡這個名字,但是大部分人對於張衡發明地動儀這個過程,都不是很了解,其實張衡的發明過程,也跟科學家們的研究是一樣艱難的。當時張衡是經歷了太多的地震,所以決心要發明一樣東西來提前直到地震,這樣才有助於人們躲避災難,後來張衡慢慢利用慣性的原理,經過了幾年的反復測驗,才終於發明出了地動儀。
最後,經過張衡的多年研究,地動儀終於成功發明出來了,而且還成功檢測到一次地震事件,在當時直接引起了轟動。後來,地動儀在洛陽出現了反應,但是洛陽當時並沒有出現地震,所以大家都開始質疑地動儀的能力,結果過了幾天,洛陽果然發生了地震。
8. 張衡發明地動儀的故事
1、故事內容
張衡一生做了很多的事情,但是,他最有名的發明就是「地動儀」了。那個時期,經常發生地震。有時候一年好幾次。發生一次大地震,就會給老百姓和國家帶來很多的傷害。
當時的皇上和老百姓都把地震看作是不吉利的徵兆,認為是鬼神造成的。張衡卻不信神邪,他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗,發明了一個能測出地震的儀器,叫做"地動儀"。
地動儀是用青銅製造的,形狀像一個酒壇,四圍鑄著八條龍,龍頭伸向八個方向。每條龍的嘴裡含著一顆小銅球,龍頭下面,蹲了一隻張著大嘴的蛤蟆。哪個方向發生了地震,朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來,把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴裡,發出響亮的聲音,就告訴人們那邊發生地震啦。
公元138年2月的一天,地動儀正對著西方的龍嘴突然張開來,吐出了銅球,這是報告西部發生了地震呀。可是,那天洛陽一點地震的跡象也沒有,更沒有聽說附近有什麼發生了地震。於是,朝庭上下都議論紛紛,說張衡的地動儀是騙人的玩意兒。過了沒幾天,有人騎著快馬來向朝廷報告,離洛陽一千多里的金城、隴西一帶發生了大地震,連山都有崩塌下來的。大夥兒這才真正的信服了。
2、人物簡介
張衡(78年—139年),字平子。漢族,南陽西鄂(今河南南陽市石橋鎮)人 ,南陽五聖之一,與司馬相如、揚雄、班固並稱漢賦四大家。中國東漢時期偉大的天文學家、數學家、發明家、地理學家、文學家,在東漢歷任郎中、太史令、侍中、河間相等職。晚年因病入朝任尚書,於永和四年(139年)逝世,享年六十二歲。北宋時被追封為西鄂伯。
3、人物成就
張衡在天文學方面著有《靈憲》、《渾儀圖注》等,數學著作有《算罔論》,文學作品以《二京賦》、《歸田賦》等為代表。《隋書·經籍志》有《張衡集》14卷,久佚。明人張溥編有《張河間集》,收入《漢魏六朝百三家集》。
張衡為中國天文學、機械技術、地震學的發展作出了傑出的貢獻,發明了渾天儀、地動儀,是東漢中期渾天說的代表人物之一。被後人譽為「木聖(科聖),由於他的貢獻突出,聯合國天文組織將月球背面的一個環形山命名為「張衡環形山」,太陽系中的1802號小行星命名為「張衡星」。後人為紀念張衡在南陽建設有張衡博物館。