# 五月十六日 東漢的太空科學家

夏天晚上，滿天數不清的星星一閃一閃，好像美麗的寶石。天空的世界，多麼奇妙呀！

古時候，科學不發達，人們覺得天空很神祕，也常常覺得很可怕。我國漢朝的時候，卻有一個人，他已經瞭解了許多天空的現象，還製造了好些精密的科學儀器。這個人就是東漢偉大的太空科學家 張衡。

張衡小的時候就非常聰明，平常很喜歡觀察身邊的事物。有時候抓到一隻小蟲子，就把它養在破碗裡，每天看它怎麼吃飯睡覺。

他的兩隻手十分靈活，常常耐心地做出許多巧妙的小工具，來幫媽媽和鄰居的忙。有一次，他看到媽媽從井裡打水太費力氣，就做了一個打水的轆轤，請人架在井口上。以後大家打水可省力多了。

張衡十六歲的時候，決定離開家鄉，到京城洛陽去求學，好學到更豐富、更進步的學問。他走過千山萬水，一路上看到許多新奇的東西和有趣的事情。

有個明月高掛的晚上，他走到一個村莊。這時，安靜的小村子，突然傳出一陣刺耳的吵鬧聲，一大群人驚跑出來。

“不得了，不得了，天狗要吃掉月亮了，快，快把它趕走！”一個老公公大喊。

“叮叮咚咚”、“哐哐噹噹”大家拿著鍋呀、盆呀，拼命地敲打。膽小的婦人和小孩都嚇哭了。果真，大盤子一樣的月亮，在右上方那兒慢慢地缺了一角，一下子，變成半個，再一下子，整個沒有了。“啊！太奇怪了，月亮不見了，難道真的被天狗吃了嗎？”張衡皺著眉頭苦思。他看著那些嚇成一團的人，心裡非常難過，便下定決心，要好好研究天空中日月星星的學問。

經過千辛萬苦，終於來到洛陽。洛陽城裡好看的東西可多了，又住著許多有學問的人。張衡每天認真學習新知識，又常常很謙虛地去向別人請教，功課有很大的進步。

我國古代的天文學十分發達，歷代都有新發明的儀器。這是清初北京觀象臺的情形，當時已有各式各樣的天文儀器。本圖根據《唐土圖繪》一書繪成。

張衡認識了一個叫崔瑗的朋友，崔瑗有一肚子天文、數學、物理和製造機械的學問，張衡最喜歡和他一起討論問題。洛陽城的星空下，時常可以看到他們爬到高高的樓頂上，對著滿天星星，比手畫腳，仔細研究星星排列的形狀和運行的規律。回家後，就趕緊查考古書，並且詳細地記錄下來。

張衡和好朋友崔瑗，拿著中國古代的望遠鏡“管窺”，對著滿天星星比手畫腳地研究星星的排列以及運行。

這樣子用功了好多好多年，張衡的天文知識和各種學問都非常豐富。但他一點也不驕傲，而且喜歡用他的學問去幫助人。有一次，他還為南陽郡的農人修建水利工程，使那個地方每年豐收呢！

張衡的名聲連皇帝也知道了，便請他到京城做太史令的官，專門研究天文、曆法，和記錄國家吉凶大事。

“恭喜張先生，做了官就可以享福了！”許多人來向他道賀。張衡心裡卻一點也不想要享福，他只想好好利用太史令官衙裡的科學儀器，多做研究，好為百姓做更多事情。

那時的人，對天地的構造，有好幾種看法：

“天是個大碗，地是個大棋盤，大碗蓋著大棋盤就是天和地的形狀！”有人這麼說。

“才不呢！天根本是混成一片，沒有形狀。而地被一隻大烏龜揹著，誰要是走到地的邊緣，一個不小心，就會掉到沒有底的地方呢！”有人覺得這樣才對。

有人卻說天和地像兩個大球，天球包著地球。

到底哪一種才對呢？張衡不斷地觀察，又做了無數次的試驗，還參考了許多古人的天文書，覺得第三種意見比較合理 地是圓的。

“天就像一個大雞蛋，地就是當中的蛋黃，日月星星就散佈在蛋殼上，繞著地球轉個不停。”他提出新意見。

在他的研究中，還知道了地球上的赤道和南北極；太陽會自動發光，而月亮不發光，月亮的光是陽光照在月球表面，再反射出來的緣故；用肉眼可以看得見天上的星星，一共有兩千五百顆……

為了證明他的意見正確，並且使人容易明白天空的現象，他還做了一個精細的天地模型。當中有一個地球，外面圍著好幾圈會自動旋轉的銅條，銅條上面畫了算準位置的日月星星，只要看這奇妙的機關，就知道太陽、月亮或者哪一顆星星現在在哪裡了。這儀器就叫做渾天儀。

清朝時候的『渾天儀』。

這一天，他正在細心觀看渾天儀，只見太陽和月亮慢慢移動，這時剛好和當中的大地球排成一條直線。

“啊！現在月亮跑到地球的背後，不就跑進地球的黑影裡，照不到太陽光了嗎？那麼，地面上的人就看不見月亮了。”張衡趕緊做了好多次實驗，終於知道了月亮看不見的原因。世界上根本沒有天狗吃月的事，人再也不必害怕它了。

張衡在太史令衙工作了十幾年，做了許多有用的研究，並且發明了好多巧妙的機器，有木飛鳥、三輪自動車……都非常了不起。還有世界上最早的計程車哩！那車子每走一里路，車上就有一個小木人“哆”一聲敲一下木頭。

那時中國北方常常有可怕的地震，地一翻動起來，房屋便倒塌下來，大樹被連根拔起，壓死許多人，受傷的人也無家可歸。地震又沒辦法預先知道，等到朝廷派人去救助，往往已經過了很久，受傷的人又死了好多。

張衡很不忍心，決心把用在太空的心思轉到大地上，便又專心研究起地震。

終於有一天，他做了一個像酒桶一樣的大桶子，外面在八個方向各嵌了一條龍，龍口含著一顆珠子，每一條龍下面，還蹲著一隻開口的大青蛙。

“只要什麼方向發生了地震，酒桶當中的柱子，就會傾斜到那個方向，撞開龍口，珠子就會掉進青蛙的嘴巴里。這樣不就可以馬上知道大概是哪裡發生地震了嗎？”張衡向大臣說明。

“我就不信那個怪酒桶有那麼神奇！”大家都不信。有一天一大早，大酒桶上朝向西方的龍突然張開嘴，“咕咚！”好大一聲，龍珠掉進青蛙嘴裡。

上圖是地動儀的外觀，銅樽外表嵌了八條龍，分別朝向八個方向。每一個龍口都咬住一顆龍珠。右上圖是地動儀的解剖圖，表示在沒有地震時，銅樽中間的“都柱”，永遠垂直懸掛在樽的中央。

上圖是表示地震從右方傳過來，震得銅樽向左微微推動，中間的都柱就因“慣性作用”向右擺過來，撞到接連龍口的“曲槓桿”，龍口就自動張開，“咕咚”一聲，吐出龍珠。

“報告陛下，西方剛剛發生了地震，請您快派人往西方去救濟百姓吧！”張衡擔心得臉色蒼白。

“張太史恐怕是忙得生病了！看他說話瘋瘋癲癲的！”許多人在心裡嘲笑他。

過了幾天，有人從一千里外的甘肅送來了地震報告，而甘肅正是在洛陽的西方，地震的時間也正是龍珠掉下來的時間。

這神奇的怪酒桶就是有名的地動儀。

張衡一生做了許多太空科學的研究，並且寫了很多進步的有關太空的書，在中國的天文學上有非常了不起的貢獻。他的渾天儀，經過以後科學家的不斷改良，成為研究太空最好的儀器；而地動儀也是全世界第一架能準確測出地震的儀器呢！

中華民族是古老的農耕民族，最注意四時節氣的配合，因此觀察天象的天文學，從周朝就步入了軌道；以後的發展，在十七世紀以前一直都比西方進步，而張衡就是其中光芒萬丈的一個科學家。他的天文理論幾乎是當時最先進的，精密的渾天儀就是根據他所知道的一切天象而製造的天文儀器。雖然以現在的太空研究來看，張衡的理論並非全部正確，譬如地球為宇宙中心的觀點，其實是錯誤的。但是別忘了在一千八百年前，能夠有那些系統的研究發現，已經是相當了不得的。張衡不僅是天文學家，他幾乎是一個全能的天才，在機械工程方面的發明，如全世界最早的候風儀和地動儀，對研究颶風和地震都有非常重要的貢獻。此外，他還是個有名的文學家和畫家呢！

●大圖為含有科學知識的彩畫，描繪古代各種天文觀測儀器，並以人物對比儀器大小。第二幅為地震儀的外觀及剖面，呈現地震儀如何運作。