3 自幼爱好探索星空的天文学家张衡

张衡于公元78年出生在河南南阳,杰出的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家。

张衡自幼喜欢读书,从小就爱想问题,对周围的事物总要寻根究底,弄个水落石出。

一个夏天的晚上,父母带着小张衡一起在打谷场上纳凉。大人们一边摇着扇子,一边聊天,孩子们则聚在一起玩得非常开心,只有张衡,一个人不声不响地待在旁边。他仰着头,望着茫茫夜空,嘴里还小声地念叨着什么。母亲以为他累了,就说:“衡儿,你要是累了就自己回屋里歇着吧。”张衡好像没听见,依然站在那里,目不转睛地仰望着苍穹。父母见他没吱声,也就不再管他。

又过了好一会儿,大人们都困倦了,接二连三地回家睡觉了,他还在那里望着天空。这时,一个邻居过来拍了拍他的肩膀,说:“傻孩子,老看着天上干什么,那上边又不会掉金豆子。”

张衡这才回过神来,他揉了揉酸痛的脖子说:“谁指望天上掉金豆子了,我在数星星。”此话一出,大家都愣住了,心想:“什么?数星星?真新鲜,还有去数星星的傻瓜。”那人问:“那你数清了吗?”

张衡说:“我还没有数完呢,不过现在已经数到一千多颗了。”旁边的一位老爷爷插话道:“孩子呀,别数了,天上的星星是数不完的。这些星星无穷无尽,你怎么能数清楚啊?!”张衡说:“那一片天空就只有一千多颗,只要我坚持数下去,肯定会数完的。”

父亲看出他的心思,就说:“衡儿,我知道你的想法,但你这样挨个数是不行的。天上的星星分布是有规律的,你要按照这些规律,把它们分成一个个星座。这样才能把它们弄清楚并且记牢。”小张衡点了点头,按照父亲说的去做,果然又认识了许多新的星星。

过了一段时间,张衡对父亲说:“我数得时间久了,看见有的星星位置变了,原来在天空正中的,偏到西边去了。有的星星出现了,有的星星又不见了。它们是在动吗?”

父亲说道:“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,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?”

父亲想了想说:“北斗星是围着北极星转动的,一天它就转一圈。”

这天晚上,张衡一直睡不着,多次起来看北斗星。夜深人静,他看到那闪烁而明亮的北斗星果然发生了转动,他觉得太神奇了!他想:这北斗星为什么会这样转来转去,是什么原因呢?为了探明自然界的奥秘,年轻的张衡常常在书房里读书、研究,同时仔细观察日月星辰。后来,他成了有名的天文学家。

汉朝的时候,中国出现了三种关于天体运动和宇宙结构的学说,这就是“盖天说”“浑天说”和“宣夜说”。盖天说认为天在上,地在下,天像一个半圆形的罩子,大地像一个盘子。浑天说认为天是浑圆的,日月星辰会转入地下。宣夜说认为天是无边无际的充满气体的空间,日、月、星辰都飘浮在其中。

张衡根据自己对天体运行的认识和实际观察,写出了有关天文学的著作,他在著作中阐述了无限宇宙的思想,解释了月亮反射阳光和月食发生的原因。他对2500颗恒星的观测记录和计算结果,和近代天文学十分接近。张衡指出月球本身不发光,月光是日光的反射;他还正确地解释了月食的成因,并且认识到宇宙的无限性和行星运动的快慢与距离地球远近的关系。

张衡还想制造出一种仪器,能够上观天,下察地,可以预报自然界将要发生的情况,帮助人们预防自然灾害。他把书本中的知识和他观察收集的材料进行分析研究,开始试制能够“观天察地”的仪器。不知经过多少个风雨晨昏,熬过多少个不眠之夜,张衡终于创制成功了能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪。浑天仪是浑象和浑仪的总称。浑仪是古代用于测量天体球面坐标的观测仪器。它是由一重重的同心圆环构成的,整体看起来就像一个圆球。这个大铜球装在一个倾斜的轴上,利用水力转动,它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。在这个人造的天体上,可以准确地看到太空中的星象。

张衡在数学、地理、机械、绘画和文学等方面也表现出了非凡的才能和广博的学识。张衡从不追求名利。大将军邓骘(zhì)是当时的权势人物,多次召他,他都不去。后来他当了官,又因为这种性格,很长时间不得升迁。他对此毫不在意,而是孜孜于钻研科学技术。张衡在科学研究创造上的成就与他从小就热爱科学、勤奋地学习钻研、不懈地观察实验分不开。

为了纪念张衡,人们将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,将小行星1802命名为“张衡星”。

浑仪(童之侠拍摄于北京古观象台)