華夏歷史真貌： 歷史真貌—漢室天下的復興東漢的科技（一）

天文學

東漢時期的天文學發展達到了一個新的高度。東漢著名科學家張衡發明了渾天儀和地動儀，並且著有《靈憲》和《算罔論》。

張衡的候風地動儀，是一件震爍古今的偉大發明，這是世界上最早的地震儀。鑄成於陽嘉元年（西元132年）。《後漢書·張衡傳》中留下了一段有關候風地動儀的簡要記載。

地動儀內部結構精巧。儀器內底部中央，立有一根倒立慣性震擺，它的作用和現代地震儀的重錘一樣。圍繞都柱設有八組與儀體相連接的槓桿機械即「八道」，「八道」與在其上的八條垂龍龍頭上頜接合，代表著東、西、南、北、東南、東北、西北、西南八個方位。遇有地震，震波傳來，「都柱」偏側就會觸動龍頭的槓桿，使該方位的龍嘴張開，銅球落入蟾蜍口中，發出響動聲，告訴人們將要地震的方向。即謂「一龍發機，而匕首不動。尋其方向，乃知震之所在。

張衡於元初三年(西元117年)發明並製造了漏水轉渾天儀。它是一種演示渾天說的儀器。這台儀器是一個球形，用精銅鑄造而成，直徑4尺餘，代表天球，可繞天軸轉動，上刻有二十八宿，中外星官以及黃道、赤道、南極、北極、二十四節氣、恆顯圈、恆隱圈等。張衡利用齒輪系統將渾象和漏壺相連，用漏壺滴出的水作爲動力啓動齒輪，渾像在其帶動下繞軸轉動，就這樣，渾象便週而復始的自動轉動起來。通過選擇適當的齒輪個數和齒數，使渾像一晝夜與地球自轉速度相一致，以演示星空的週日運動，如恆星的出沒和中天等。人們通過對它的監測，可以知道日月星辰和節氣的各種變化。它還有一個附屬機構叫做「瑞輪螢莢」，是一種機械日曆，是用來顯示陰曆的日期和月亮的圓缺變化的。因爲渾天儀是用刻漏流出的水推動的，所以可知張衡的刻漏技術也很高明。　

從張衡開始，我國誕生了一個製造水運儀象的傳統。由於直到二十世紀下半葉原子鐘發明和採用之前，時間的計量都是以地球的自轉，也即天球的轉動爲基礎的，因此，張衡的發明實際上就成爲後世機械鐘錶的原始鼻祖。

《靈憲》是一篇傑出的天文學著作。它對當時的天文學知識作了精要的概括和重大的發展。當時，中國並存著幾種宇宙結構理論，而以蓋天說和渾天說最爲流行。張衡是主張渾天說的。在《靈憲》開篇就說，「昔在先王，將步天路，……先准之於渾體」，明指天是個球體。天這個球是從東向西不停轉動的，地這個半球卻在天內靜止不動。張衡還認爲天並不是整個物質世界的邊界。《靈憲》說：「過此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之謂也。字之表無極，宙之端無窮。」在天之外還有無限廣漠的宇宙世界，不過人們還不知道那些地方罷了。

在《靈憲》中，張衡還談到了對宇宙演化、日月和五星的看法。他明確指出了朔望現象取決於月亮和太陽之間的相對位置，以及形成月食的原因，並對行星運動的規律作出了自己的猜測，即他已經知道三外行星速度比太陽（實即地球）慢，而二內行星則比太陽快。他還觀測到「行遲者覿於東」，即三行星都是先在早晨從東方地平線上出現。這比哥白尼早了14個世紀。張衡還觀察到了隕石，並對恆星進行了觀測、命名綜合（其他前人所定的星官）和計數工作。張衡所定的星官體系甚至比後來三國時陳卓綜合石氏、甘氏和巫咸三家星官而成的星官體系還要龐大。後者只有星官283官，星數1464星。

在曆法上，東漢章帝時開始採用《四分曆》，以糾正西漢時使用的《太初曆》的疏誤，《四分曆》在天文資料和計算方法等方面都有許多改進。東漢末年劉洪的《乾象曆》中出現了定朔概念。定朔概念的産生是中國曆法史上的一大進步。◇