张衡和地动仪的历史故事_张衡发明地动仪的故事
张衡的故事众所周知地动仪是张衡发明的。张衡是我国古代著名的科学发明家,他的很多发明在当时都是超前于世界⽔平的,⼩编为⼤家准备了张衡和地动仪的历史故事_张衡发明地动仪的故事相关的资料,接下来就让⼩编带⼤家⼀睹为快!
张衡和地动仪的故事
汉章帝在位的时期,东汉的政治⽐较稳定。到汉章帝⼀死,继承皇位的汉和帝才⼗岁,窦太后临朝执政,让他的哥哥窦宪掌握了朝政⼤权,东汉王朝就开始⾛下坡路了。
在这个时期,出了⼀位著名的科学家张衡。
张衡是南阳⼈。⼗七岁那年,他离开家乡,先后到了长安和洛阳,在太学⾥⽤功读书。当时洛阳和长安都是很繁华的城市,城⾥的王公贵族过的是骄奢淫逸的⽣活。张衡对这些都看不惯。他写了两篇⽂学作品《西京赋》和《东京赋》(西京就是长安,东京就是洛阳),讽刺这种现象。据说他为了写这两篇作品,经过深思熟虑,反复修改,前后⼀共花了⼗年⼯夫,可见他研究学问的精神是很认真严肃的。
但是张衡的特长还不是⽂学,他特别爱好数学和天⽂研究。朝廷听说张衡是个有学问的⼈,召他到京⾥做官,先是在宫⾥做郎中,后来,担任了太史令,叫他负责观察天⽂。这个⼯作正好符合他研究的兴趣。
经过他的观察研究,他断定地球是圆的,⽉亮是借太阳的照射才反射出光来。他还认为天好像鸡蛋壳,包在地的外⾯;地好像鸡蛋黄,在天的中间。这种学说虽然不完全精确,但在⼀千⼋百多年以前,能说出这种科学的见解来,不能不使后来的天⽂学家钦佩。
不光是这样,张衡还⽤铜制造了⼀种测量天⽂的仪器,叫做“浑天仪”。上⾯刻着⽇⽉星⾠等天⽂的现象。他设法利⽤⽔⼒来转动这种仪器。据说什么星从东⽅升起来,什么星向西⽅落下去,都能在浑天仪上看得清清楚楚。
那个时期,经常发⽣地震。有时候⼀年⼀次,也有⼀年两次。发⽣了⼀次⼤地震,就影响到好⼏⼗个郡,城墙、房屋发⽣倒坍,还死伤了许多⼈畜。
当时的封建帝王和⼀般⼈都把地震看作是不吉利的征兆,有的还趁机宣传迷信、欺骗⼈民。
但是,张衡却不信神,不信邪,他对记录下来的地震现象经过细⼼的考察和试验,发明了⼀个测报地震的仪器,叫做“地动仪”。
地动仪是⽤青铜制造的,形状有点像⼀个酒坛,四围刻铸着⼋条龙,龙头向⼋个⽅向伸着。每条龙的嘴⾥含了⼀颗⼩铜球:龙头下⾯,蹲了⼀个铜制的蛤蟆,对准龙嘴张着嘴。哪个⽅向发⽣了地震,朝着那个⽅向的龙嘴就会⾃动张开来,把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴⾥,发出响亮的声⾳,就给⼈发
出地震的警报。
公元138年2⽉的⼀天,张衡的地动仪正对西⽅的龙嘴突然张开来,吐出了铜球。按照张衡的设计,这就是报告西部发⽣了地震。
可是,那⼀天洛阳⼀点也没有地震的迹象,也没有听说附近有哪⼉发⽣了地震。因此,⼤伙⼉议论纷纷,都说张衡的地动仪是骗⼈的玩意⼉,甚⾄有⼈说他有意造谣⽣事。
过了⼏天,有⼈骑着快马来向朝廷报告,离洛阳⼀千多⾥的⾦城、陇西⼀带发⽣了⼤地震,连⼭都有崩塌下来的。⼤伙⼉这才信服。
可是在那个时候,朝廷掌权的全是宦官或是外戚,像张衡这样有才能的⼈不但不被重⽤,反⽽被打击排挤。张衡做侍中的时候,因为与皇帝接近,宦官怕张衡在皇帝⾯前揭他们的短,就在皇帝⾯前讲张衡很多坏话。他被调出了京城,到河间去当国相。
张衡在他六⼗⼀岁那年病死。他在我国科学史上留下了光辉的业绩。
张衡的主要发明有哪些
地动仪
公元132年(阳嘉元年),张衡在太史令任上发明了最早的地动仪,称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载:地动仪⽤精铜铸成,圆径⼋尺,顶盖突起,形如酒樽,⽤篆⽂⼭龟鸟兽的形象装饰。中有⼤柱,傍⾏⼋道,安关闭发动之机。它有⼋个⽅位,每个⽅位上均有⼀条⼝含铜珠的龙,在每条龙的下⽅都有⼀只蟾蜍与其对应。任何⼀⽅如有地震发⽣,该⽅向龙⼝所含铜珠即落⼈蟾蜍⼝中,由此便可测出发⽣地震的⽅向。经过试验,与所设制,符合如神,⾃从有书籍记载以来,是没有过的。曾经⼀龙机发,地不觉动,雒阳的学者都责怪不⾜信,⼏天之后,送信⼈来了,果然在陇西地发⽣地震,众⼈于是都服其神妙。⾃此之后,朝廷就令史官记载地动发⽣的地⽅。
关于地动仪的结构,流⾏的有两个版本:王振铎模型,即“都柱”是⼀个类似倒置酒瓶状的圆柱体,控制龙⼝的机关在“都柱”周围。这⼀种模型已被基本否定。另⼀种模型由地震局冯锐提出,即“都柱”是悬垂摆(见袁宏《后汉纪》),摆下⽅有⼀个⼩球,球位于“⽶”字形滑道交汇处(即《后汉书·张衡传》中所说的“关”),地震时,“都柱”拨动⼩球,⼩球击发控制龙⼝的机关,使龙⼝张开。另外,冯锐模型还把蟾蜍由⾯向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试,结果与历史记载吻合。
世界上地震频繁,但真正能⽤仪器来观测地震,在国外,是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的⼤概⽅位,但它却超越了世界科技的发展约1800年。
浑天仪
张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上,根据⾃⼰的浑天说,创制了⼀个⽐以前都精确、全⾯得多的“浑天仪”。
漏⽔转浑天仪是⼀种⽔运浑象。⽤⼀个直径四尺多的铜球,球上刻有⼆⼗⼋宿、中外星官以及黄⾚道、南北极、⼆⼗四节⽓、恒显圈、恒隐圈等,成⼀浑象,再⽤⼀套转动机械,把浑象和漏壶结合起来。以漏壶流⽔控制浑象,使它与天球同步转动,以显⽰星空的周⽇视运动,如恒星的出没和中天等。它还有⼀个附属机构即瑞轮冥菜,是⼀种机械⽇历,由传动装置和浑象相连,从每⽉初⼀起,每天⽣⼀叶⽚;⽉半后每天落⼀叶⽚。它所⽤的两级漏壶是现今所知最早的关于两级漏壶的记载。
张衡在创作了浑天仪之后曾写过⼀篇⽂章。此⽂全⽂已佚。只是在梁代刘昭注《后汉书·律历志》时作了⼤段引述⽽使之传世。刘昭注中把这段⽂字标题为《张衡浑仪》。称之为“浑仪”可能是刘昭所作的⼀种简化。在古代,仪器的定名并不严格。虽然后世将“浑仪”⼀词规范为专指观测仪器,但在隋、唐以前,“浑仪”也可⽤于表演仪器。
瑞轮荚
瑞轮荚是张衡别出⼼裁创造的⾃动⽇历,它模仿神话中奇树蓂荚的特征,靠流⽔作⽤,从每⽉初⼀开始,⼀天出现⼀⽚叶⼦,到满⽉出齐15⽚,然后每天再收起⼀⽚,到⽉末为⽌,循环开合。这个神话曲折地反映了尧帝时天⽂历法的进步。张衡的机械装置就是在这个神话的启发下发明的。听谓“随⽉盈
虚,依历开落”,其作⽤就相当于现今钟表中的⽇期显⽰。
指南车
张衡制造的指南车利⽤机械原理和齿轮的传动作⽤,由⼀辆双轮独辕车组成。车箱内⽤⼀种能⾃动离合的齿轮系统,车箱外壳上层置⼀⽊刻仙⼈,⽆论车⼦朝哪个⽅向转动,⽊⼈伸出的臂都指向南⽅。
东汉天⽂学家张衡简介
张衡(78年—139年),字平⼦。汉族,南阳西鄂(今河南南阳市⽯桥镇)⼈,南阳五圣之⼀,与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四⼤家。中国东汉时期伟⼤的天⽂学家、数学家、发明家、地理学家、⽂学家,在东汉历任郎中、太史令、侍中、河间相等职。晚年因病⼊朝任尚书,于永和四年(139年)逝世,享年六⼗⼆岁。北宋时被追封为西鄂伯。
张衡在天⽂学⽅⾯着有《灵宪》、《浑仪图注》等,数学着作有《算罔论》,⽂学作品以《⼆京赋》、《归⽥赋》等为代表。《隋书·经籍志》有《张衡集》14卷,久佚。明⼈张溥编有《张河间集》,收⼊《汉魏六朝百三家集》。
张衡为中国天⽂学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明了浑天仪、地动仪,是东汉中期浑天说的代表⼈物之⼀。被后⼈誉为“⽊圣”(科圣),由于他的贡献突出,联合国天⽂组织将⽉球背⾯
的⼀个环形⼭命名为“张衡环形⼭”,太阳系中的1802号⼩⾏星命名为“张衡星”。后⼈为纪念张衡,在南阳修建了张衡博物馆。