东汉科学家谁研究这些自然现象
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东汉科学家谁研究这些自然现象
东汉科学家张衡研究自然现象,并且有很多发明创造。
张衡(78年—139年),字平子,南阳郡西鄂县(今河南省南阳市石桥镇)人[1] 。
东汉时期杰出的天文学家、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。
张衡在天文学方面著有《灵宪》《浑仪图注》等;数学著作有《算罔论》;文学作品以《二京赋》《归田赋》等为代表,与司马相如、扬雄、班固并称“汉赋四大家”。
《隋书·经籍志》有《张衡集》14卷,久佚。
明人张溥编有《张河间集》。
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,发明地动仪、改进浑天仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一。
被后人誉为“木圣”[2] (科圣),由于他的贡献突出,国际天文学联合会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。
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入蟾蜍口中,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。
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。
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。
张衡创造的计里鼓车是用以计算里程的机械。
据《古今注》记载:“记里车,车为二层,皆有木人,行一里下层击鼓,行十里上层击镯”。
记里鼓车与指南车制
造方法相同,所利用的差速齿轮原理,早于西方1800多年。
张衡制作独飞木雕,是模仿鸟类高空翱翔的滑翔翼型设计。
张衡也研究过地理学,根据他研究和考察的心得,画过一幅地形图。
唐张彦远《历代名画记》卷3云:“衡尝作地形图,至唐犹存。
”。