张衡的发明有哪些（张衡的三大发明）

张衡是我国东汉时期著名的文学家、科学家。他发明地动仪的故事不仅被史书记载，还被收入教材，中国几乎人人都熟悉。张衡除了发明了地动仪之外，还有许多别出心裁的想法和作品，为中国天文学、气象学、数学、机械生产等的发展做出了重要贡献。

张衡，本名平子，东汉南阳鄂西人，即今河南南阳人。他出身官宦之家，祖父张堪曾任蜀郡太守、榆阳太守。他在当地很有名，但随着祖父的去世，他的家庭衰落了，所以他从小过着贫穷的生活。虽然生活贫困，但张衡很小的时候就才华横溢，勤奋好学，善于写文章。俗话说:“读万卷书胜过行万里路。”17岁时，张恒决心出国旅游。他最早来到的是三福地区，即以西汉都城长安为中心的京兆、左逢益、右扶风，相当于今天的陕西中部地区。随后，他从三府来到都城洛阳，在那里学习五经，学习六艺，并与马蓉、崔瑗等年轻学者成为亲密的朋友。

尽管张衡学识渊博，但他并不热衷于名利。直到23岁，他才同意了南阳郡守巴尔德的邀请，担任南阳郡守书。回到南阳后，他认真研究天文、阴阳、历法计算等方面，引起了汉安帝的注意。他在特殊情况下被招募为医生，很快晋升为太史陵，负责天气和星历。太史陵年间，张衡撰写了《灵宪》、《计算论》等著作，还制作了浑仪。

《灵宪》是我国第一部重要的天文理论著作。在这本书里，张衡全面阐述了天空的产生和结构、宇宙的起源和演化、太阳、月亮和星星的性质等。，并首次正确解释了月食的成因，极大地提高了我国古代天文学水平，使其在世界上处于领先地位。《计算理论》是张衡在数学方面的一部重要著作。虽然已经失传，但刘徽在《九章算术注》中引用了张衡的一些观点，从中可以知道张衡提出π=√10，推动了祖冲之对圆周率的计算。

浑天仪是古代观察天象的仪器。东汉时期，关于宇宙有两种学说:天覆说和浑天说。天覆说认为地球是平的，天空就像地上的碗。亨廷顿说，天空像蛋壳，地面像蛋黄。相比较而言，浑天说有很多支持者。他们制造了许多观测天象的仪器，称为浑天仪。比如汉武帝时期的落下闳，曾经制作过浑天仪。张衡在继承和发展前人成果的基础上，对浑天仪进行了改造。首先，他用竹条做了一个小模型，叫小浑。花了整整一年的时间，经过多次实验和改进，它是用铜做的。

《晋书·田》对张衡改造浑天仪有详细记载。从记载中可以知道，张衡制作的浑天仪是一个大铜球，与现在的天球相似。有北极和南极、黄道、赤道、二十四节气、二十八星、太阳和月亮等恒星。铜球相当于北极和南极的地方，有一个旋转轴。球体外有两个环，其中穿过南北两极的环叫子午圈，另一个是代表地平线的地平线圈。铜球从西向东旋转后，可以看到刻在上面的星星升到地平线以上，随着旋转而下到地平线，就像天上的星星空在西边升起又落下。张衡浑天仪的伟大之处在于，通过设计，他用液压动力转动铜球，使铜球一转的速度与地球一转的速度相同。所以铜球转动的时候，人们可以在室内观看浑天仪，就可以知道室外夜晚空哪颗星刚刚升起，哪颗星达到一半空哪颗星即将落下。

更为巧妙的是，张恒还设计了一种机械装置，叫做“瑞伦子嘉”。所谓瑞伦是指月亮，菱角是一种传说中的神草。根据《竹书纪年》的记载，这种神草生长在古代的圣王尧。新月的第一天，也就是每个月农历的第一天，每天长一片叶子，半个月就长出十五个豆荚。第16天之后，又有一个豆荚脱落，叶子在每个月农历的最后一天脱落。如果这个月少一天，那么最后一片叶子会枯萎但不会掉落。因为这种草可以指示日期和月相，所以又叫“历荚”。根据这个传说，张衡制作了一种机械装置，可以“随月增减，按日历”，所以说它是当时的活动日历并不夸张。

汉顺帝初年，经过两次转职，张衡成为太史陵人，发明了地动仪。有时候，人们也把地动仪叫做风后地动仪，但实际上，风后仪器是张衡在气象学上的一项发明，它可以用来测量风向，类似于西方屋顶上的风后鸡，但它比西方早一千多年。

在机械制作方面，据太平皇家调查，张衡曾经制作过木鸟。这只木制的鸟不仅有翅膀，而且在鸟的腹部还有一个器官。有了器官和翅膀，这只木鸟可以飞好几英里。此外，张恒还做了一种可以旋转的三个轮子的机器。有人认为是一种记忆鼓车，也有人认为是指南车。这些灵巧的机器虽已失传，但书中留下的相关记载足以证明张衡高超的机器制造技艺。晋朝的葛洪称三国时期的机械大师张衡、马骏为“穆圣”。

张恒的发明令人印象深刻。当代学者、张衡的好朋友崔源曾说他“才华横溢，才华横溢”。数穷世界，发大财”；中国科学院原院长郭沫若曾说，他是世界历史上不可多得的全能人物。时至今日，张衡的名字不仅被各种科技史书所记载，而且永远铭刻在天体上。1970年，国际天文联合会将月球上的一个陨石坑命名为“张恒山”，7年后，太阳系中编号为1802的小行星被命名为“张恒星”