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术上获得巨大成功的重要原因之一。
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四、天文学上的光辉成就
永初5年（公元111年），张衡34岁，他被安帝特征再度来到长安。这
一年，安帝下令要全国各地的地方官保举有学问和通达政教的人。汉安帝平
素常听人称道张衡精通天文、历法，于是特征他到京都，任命他为郎中。郎
中是汉朝尚书台的低级官员，任务是“主作文书起草”。担任郎中，使张衡
有机会阅读了许多平时难得见到的书籍。他利用官务余暇，进一步研究诸家
学术，充实自己的知识，不断提高学术水平。
安帝元初元年（公元114年），张衡升任做尚书侍郎。由于学识渊博，
次年（公元115年）又被调任做太史令。太史令是汉朝中央管理“天时、星、
历”的主任官员。它所属官员，有太史丞、明堂丞、灵台丞各一人，太史待
招和灵台待招各数十人，分掌历法、观测日月星辰、候望风雨气象、调理钟
律等事务。太史令管理的项目虽然很多，但主要项目是天文。担任太史令一
职为张衡进一步研究大文历算提供了更加方便的条件。
张衡担任太史令的时间先后达14年之久，在此期间，他精心地钻研天文
学，坚持不懈地观察日月星辰，努力探索它们的运行。他把研究的成果写成
了一本书——《灵宪》。
《灵宪》是我国第一部重要的天文学理论著作。在这部论述非常详尽明
了的著作里，张衡科学地、全面地阐述了天地的生成、结构、日月星辰的本
质和运动。下面主要从《灵宪》的科学内容入手，概括地介绍张衡天文学方
面的几项伟大成就。
张衡认为天地的生成是按照事物本身的客观规律发展形成的。他将天地
的生成分为三个阶段：第一阶段称作“溟■”，即早就存在的几何空间，“厥
中惟灵，厥外惟无”，整个空间一片沉寂，什么物质都没有。但是，存在着
宇宙万物变化发展的规律；有了这个基础，就能无中生有。这时首先产生的
是各种不同的物质性的气，互相混合在一起，不断地运转，浑沌不分，此为
第二阶段，称作“宠鸿”；又经过很长时间，这团元气清浊逐渐分开，天在
外面形成了，地在里面定下了。天地构合精气，生育出万物来。此为第三阶
段，称为“天元”。于是，在天上形成了各种天体，地上产生了万物。
张衡的天体演化思想在我国上古时代是具有代表性的，它在我国古代哲
学界有广泛的影响。这种天体演化思想最早在《易·系辞》中就有记载：“易
有太极，是生两仪，元气已分，天地设位，清浮升乎上，沉浊居乎下，阴阳
以之而变化，寒暑用此而相推。“《老子》一书对一体演化也有一段简略的
描述：“有物混成，先天地生，寂兮寥兮，独立不改，周行而不殆，可以为
天下母。”《淮南子·天文训》中也有相似的阐述。张衡吸收了前人的先进
思想，在《灵宪》中更系统地阐述了这种天体演化思想。这种思想在当时有
重要的进步意义的。它从物质运动变化本身来说明宇宙的形成过程，这就否
定了盘古开天辟地的无稽之谈，也是对天不变道亦不变的反动天命论的有力
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批判。
张衡关于行星运动规律的认识也是十分卓越了。《灵宪》中说：“凡文
耀丽乎天，其动者七，日月五星是也。周旋右回，天道者贵顺也。近天则迟，
远天则速。行则屈，屈则留回，留回则逆，逆则迟，迫于天也”。张衡认为，
各行星视运动的快慢不同，但有其共同规律可循。即视运动的快慢决定于该
天体离开地球的远近。这是一个普遍的规律。当时，日月五星的恒星周期已
经掌握得相当精密了，因此，张衡很清楚地知道日月五星与地球的距离各不
相同，按顺序排列应为月、水、金、日、火、木、土。月亮为27天多运行一
周，水星要近90天，太阳要一年，而运动最慢的土星则需要30年。由此可
以推想，众恒星的相对位置并非不变，只是它们距离遥远，难以发现它们在
移动而已。根据这一认识，张衡还将日月五星分为两类，运动快的称为月类，
属于阴性，离地近；运动得慢的称为日类，属于阳性，离地远。由此可见，
张衡当时对行星运动已有相当的科学认识，这在世界天文学发展史上应该是
一项值得称道的重要发现。
张衡在《灵宪》中清楚地说明了月亮本身并不发光，而是反射太阳光。
他说：“夫日譬犹火，月譬如水，火则外光，水则含景。故月光生于日之所
照，魄生于日之所蔽，当日则光盈，就日则光尽也。”他形象地把太阳的和
月亮比做火和水，火能发光，水能反光，并指出月光的产生是由于日光照射
的缘故，有时看不见月光，是因为太阳光被遮住了。他这种见解在当时是十
分新鲜和正确的。同时，张衡还进一步解释了日、月食发生的原因。他说：
“当日之冲，光常不合者，蔽于地也，是谓暗虚。在星则星微，遇月则食。”
这段话的意思是：“望月”的时候，应该能看到满月，但是有时看不到，这
是因为日光被地球遮住的缘故。他把地影遮住的暗处叫做“暗虚”，月亮经
过“暗虚”便发生月食，精辟地阐述了月食的原理。至于“在星则星微”一
句，说是星星碰上“暗虚”就隐而不见了。现在看来这种说法是不正确的，
此为张衡的不足之处；对于日食的成因，张衡解释为当日月相合时，月在内，
日在外，月挡住了太阳射向地球的光亮，所以就发生日食。我国古代对于日、
月食发生规律的认识是很早的，《诗经·小雅》就有“彼月而食，则准其常”
的记载。战国时的石申已经意识到日食与月亮有关；对于月食发生的周期在
《史记·天宫书》中首次提出，“凡百一十三月而复始。故月食，常也。”
《三统历》也算出了一百三十五月有二十三交的交食周期，从此，我国开始
了预报日、月食的历史。但是，从理论上详细对日、月食发生的原理作出科
学的解释，则始于张衡。
此外，张衡在《灵宪》中还算出了日、月的角直径，记录了在中原洛阳
观察到的恒星2500颗。《灵宪》中说：“中外之官，常明者百有二十四，可
名者三百二十，为星二千五百，而海人之占未存焉。”据现今天文学家统计，
以肉眼能看到的六等星为止，总数约6000颗，而在同时间同一地方所能看到
的星，也不过2500颗左右，可见张衡的观察是比较精确的。
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张衡在天文学上这种创见和发现，在今天看来，虽然并不稀奇，而且还
有不科学之处，但在1800多年前科学水平还很低的情况下，张衡能有这样的
见解，这就使我们不能不惊异他大胆的创见和卓越的智慧了。以张衡和世界
各国同时代天文学家相比，他也是最杰出的一个。这是值得我们骄傲的。
五、浑天仪的创制
我国是世界上天文学发达最早的国之一，我们的祖先经过对天象的长期
观测和研究，到汉朝时，关于天体运动和宇宙结构，已经先后出现了几种不
同的学说，其中有代表性的是盖天说、宣夜说和浑天说三个学派，它们的思
想渊源有的可以追溯到春秋战国时代。
盖天说创立最早，成书于公元前一世纪的《周髀算经》便是这一学派的
代表作。其中论述道：天与地是平行的。天象盖笠，地象棋盘。天在上，地
在下，日月星辰都附在天盖上。盖不停地运动，因而日月星辰也在转动，从
而把地球的自转说成是天盖的转动。用盖天说来解释天的视运动，已被越来
越多的天文观测事实所否定。只是由于古人活动范围狭小，科学水平低，所
以一般人较易接受这种直观的盖天说，以至于在西汉仍然流行。
浑天说是西汉中期新兴的一种学说。浑天说认为天是浑圆的，日月星辰
会转入地下。这种学说把天比作蛋壳，地比