除了地动仪，张衡还有这些发明

来源：科学日报

张恒是我国东汉时期著名的作家和科学家，他发明的地球动力学，不仅记载在史册上，还收录在教材中，在我国几乎人人都熟悉。除了地球动力仪器的发明，张恒还有许多聪明的想法和制作，为我国天文学、气象学、数学、机械生产等方面的发展做出了重要贡献。

张恒，字平子，是东汉南阳西约人，也就是今天的河南南阳人。他出生于一个官家，爷爷张侃曾当过太卫和渔阳太卫兵，在当地非常有名，但随着爷爷的病，家庭被打败了，所以他在贫困中长大。虽然生活贫困，但张恒才华横溢，吃苦耐劳，很小的时候就很擅长写文章。俗话说，"读百万册，不如走百万里"，17岁时，张恒决定旅行，他首先来到了三辅地区，即西汉时期以首都长安为中心的景赵，左风宣，右支风， 相当于今天的陕西中部地区，然后从三福到北京石洛阳，在那里读五本书，通六艺，还有马荣、崔伟等青年学者。

虽然学历优秀，但张恒并不热衷于成名，直到23岁，才同意南阳县泰寿保德的邀请，担任南洋县主书。回到南洋后，他仔细学习了天文学、阴阳、历法等方面的学习，引起了韩安迪的注意，特例招收他为郎，并很快升到太石岭，专门负责天空、星历。任职期间，张恒撰写了《精神宪法》、《算术理论》等著作，还创作了全音阶乐器。

在我国第一个重要天文理论中，张恒全面阐述了天国的形成和结构、宇宙的起源和演化、月亮和星星的本质，并首次正确解释了日食的原因，大大提高了我国古代天文学的水平，成为世界领先者。《算术论》是张恒在数学上的重要著作，虽然已经失传，但刘辉在《九章算术笔记》中引用了张恒的一些观点，由此我们可以知道张恒提出了π，√10，对计算祖先笔画的周长率起到了促进作用。

浊度仪器是古代观测天体图像的仪器。东汉时期，关于宇宙的理论主要有隐蔽和天两种，盖蒂安说，地球是平的，天空就像一个碗扣在地上;相比之下，亨提安说，支持者比较多，他们做过很多观测天体仪器，被称为亨提亚仪器，比如汉武帝的落飞蛾已经产生了炮塔。在继承和发展前人成就的基础上，张恒改造了浑天一。他首先做了一个小竹子模型，叫做小浑，花了整整一年的时间，在用铜铸造之前进行了许多实验和改进。

《金树天文》对张恒对亨提亚仪器的改造有详细的记录，从记录中可以看出，张恒创造的母鸡天一的身体是一个大铜球，和现在的天球差不多。在北极和南极之上，栉水母，赤道，二十四节，二十八颗恒星和太阳和月亮星。当铜球相当于南北时，有一个可以旋转的轴。球体外还有两个环，一个称为穿过北极和南极的子午线圆，另一个是代表地平线的扁平圆。铜球从西向东旋转后，可以看到刻在上面的星星随着旋转而上升到地球的扁平圆上方，落在地球的扁平圆圈下方，就像天空中的星星向东和向西上升和下降一样。张恒的天器的伟大之处在于，他用水设计了铜球，使它以与地球旋转相同的速度旋转了一周。因此，当铜球出现时，人们向室内看去，就可以知道室外夜空中哪颗恒星刚刚升起，哪颗恒星已经到达半空中，哪颗恒星即将陨落。

更巧妙的是，张恒还设计了一种名为"瑞轮"的机械装置。所谓轮子指的是月亮，蜻蜓是传说中的一种神草。根据《竹书年》记载，这草生长在古代圣王时代，新年那一天，也就是每个月农历开始，每天长出一片叶子，半月15日，16天后，又一天落下， 到了那不起眼的月份，也就是每个月农历的最后一天，叶子就脱落了。如果你碰到一个不到一天的月份，那么最后一片叶子就会褪色，但不会掉下来。因为这种草可以指示月亮的日期和相位，所以它也被称为日历。张恒根据这个传说创造了一个机械装置，可以"随月，按日历打开和下降"，说当时的事件日历并不算太多。

汉顺皇帝初期，经过两次调职，张恒再次成为泰世陵，发明了地球力学仪器。有时候，人们也把地球动力学称为后风地球动力学，但实际上，后风计在气象学上就是张恒，一种可以用来测量风向的发明，类似于后风鸡的西屋脊，但比西风早了一千多年。

在机械生产方面，根据《太平帝观》记载，张恒曾经做过啄木鸟。啄木鸟不仅有翅膀，而且在鸟的肚子里也有器官，可以在器官和翅膀的帮助下飞行数英里。此外，张恒还制造了三轮、自转机械，有人认为是鼓车，但有人认为是导轨车。这些灵巧的机器已经丢失，但这些书留下了足够的记录来证明张恒在机械生产方面的技能。晋代的葛洪称张恒和三国时代的机械人马琦为"圣木"。

张恒的发明令人印象深刻，与他同时代的学者，也是他的好朋友崔伟曾经说过的"志志伟，雷焕"。中国科学院前院长郭莫罗曾说过，他是世界历史上少有的全能人物。今天，张恒的名字不仅被各种科技史书记载，而且永远刻在天体上。1970年，国际天文学联合会将月球上的一个陨石坑命名为"张恒山"，七年后将太阳系中编号为1802的小行星命名为"张恒兴"。

作者是济南中国文化学院（济南社会主义学院）讲师。