資源簡(jiǎn)介

東漢時(shí)期，也就是距今約一千八百多年前(公元117年)，一臺(tái)利用水力推動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的大型天文儀器――“水運(yùn)渾象”在東漢的京都洛陽制造成功。相隔二十年后(公元138年)，安置在京都洛陽的又一臺(tái)儀器――“候風(fēng)地動(dòng)儀”，準(zhǔn)確地報(bào)告了西方千里之外發(fā)生的地震。這標(biāo)志著人類開始了用儀器記錄研究地震的新紀(jì)元。
??? 這兩臺(tái)著名儀器的發(fā)明者就是張衡——我國東漢時(shí)期偉大的科學(xué)家、文學(xué)家。張衡對(duì)中國古代的天文學(xué)、地震學(xué)和機(jī)械力學(xué)作出了杰出的貢獻(xiàn)，傳說他還制造過指南車、記里鼓車等，因其機(jī)械制造水平很高，被尊稱為“木圣”。
張衡生平
??? 張衡，字平子，章帝建初三年(公元78年)，誕生于南陽郡西鄂縣石橋鎮(zhèn)一個(gè)破落的官僚家庭(今河南省南陽市城北五十里石橋鎮(zhèn))。祖父張堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和漁陽太守。張衡幼年時(shí)候，家境已經(jīng)衰落，有時(shí)還要靠親友的接濟(jì)。正是這種貧困的生活使他能夠接觸到社會(huì)下層的勞動(dòng)群眾和一些生產(chǎn)、生活實(shí)際，從而給他后來的科學(xué)創(chuàng)造事業(yè)帶來了積極的影響。
??? 當(dāng)時(shí)的南陽是經(jīng)濟(jì)和文化都很發(fā)達(dá)的地區(qū)，有“南都”之稱。張衡在這樣的環(huán)境熏陶下，加上他自幼刻苦好學(xué)，在青少年時(shí)代就已經(jīng)為后來從事文學(xué)和科學(xué)事業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
??? 由于家中的經(jīng)卷典籍慢慢地不能滿足張衡的求知欲望了，于是從十六歲開始，他便離鄉(xiāng)游學(xué)，廣結(jié)學(xué)者名流。他曾到漢朝故都長安一帶，游覽了當(dāng)?shù)氐拿麆俟袍E，考察了周圍的山川形勢(shì)、物產(chǎn)風(fēng)俗、世態(tài)人情。后來他又到了當(dāng)時(shí)的首都洛陽，就讀于最高學(xué)府——太學(xué)。并成為學(xué)識(shí)比較淵博的學(xué)者。當(dāng)時(shí)，地方上曾經(jīng)推舉他做“孝廉”，公府也多次招聘他去做官，但都被他拒絕了。
??? 張衡自幼就對(duì)文學(xué)有特殊的愛好和研究。他的文學(xué)作品很多，風(fēng)格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《歸田賦》。有的氣勢(shì)磅礴，廣寫景物，如《二京賦》；有的特色突出，獨(dú)樹一格，如《四愁詩》、《同聲歌》等。
??? 和帝永元十二年(公元100年)，二十三歲的張衡應(yīng)邀回鄉(xiāng)出任南陽太守鮑德的主簿，掌管文書工作。并在辦理政務(wù)之余，潛心于文學(xué)創(chuàng)作。他以游學(xué)長安和洛陽的見聞作為素材，先后花了十年功夫，精心雕琢、反復(fù)修改，于安帝永初元年(公元107年)寫成著名的《東京賦》和《西京賦》，總稱為《二京賦》，為人們廣為流傳，他畫的畫也很出色。
??? 后來，鮑德調(diào)任，張衡便辭職回家。掌握朝政的皇親鄧騭為了籠絡(luò)士人，幾次派人邀請(qǐng)張衡作他的幕僚，以增強(qiáng)自己這一派的勢(shì)力。但張衡一方面厭惡外戚專權(quán)，一方面想專心鉆研學(xué)問，都堅(jiān)決地拒絕了。
??? 在張衡三十四歲的時(shí)候，他的研究興趣逐漸轉(zhuǎn)到哲學(xué)和自然科學(xué)方面。他很喜愛揚(yáng)雄的哲學(xué)著作《太玄經(jīng)》。《太玄經(jīng)》的內(nèi)容涉及天文、歷法、數(shù)學(xué)等方面，引起了他很大的興趣。《太玄經(jīng)》里的一些樸素的唯物主義觀點(diǎn)也給了張衡以很大的啟發(fā)。
??? 安帝永初四年(公元111年)，張衡應(yīng)征進(jìn)京，先后任郎中、太史令、公車司馬令等低、中級(jí)官職。其中擔(dān)任太史令時(shí)間最長，前后達(dá)十四年之久。太史令是主持觀測(cè)天象、編訂歷法、候望氣象、調(diào)理鐘律(計(jì)量和音律)等事務(wù)的官員。在他任職期間，對(duì)天文歷算進(jìn)行了精湛的研究，做出了重大的貢獻(xiàn)。
??? 漢朝時(shí)，關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)和宇宙結(jié)構(gòu)的學(xué)說已經(jīng)出現(xiàn)了三種：蓋天說、渾天說和宣夜說。蓋天說又稱天圓地方說，認(rèn)為天是圓的，像一把張開的傘，地是方的象一個(gè)棋盤；渾天說認(rèn)為天地的形狀像一個(gè)雞蛋，天與地的關(guān)系就像蛋殼包著蛋黃；宣夜說認(rèn)為天沒有一定的形質(zhì)，日、月、五星(金、木、水、火、土五大行星)等都飄浮在氣體中。
??? 張衡根據(jù)自己對(duì)天體運(yùn)行規(guī)律的認(rèn)識(shí)和實(shí)際觀察，認(rèn)真研究了這三種學(xué)說，認(rèn)為渾天說比較符合觀測(cè)的實(shí)際。他繼承和發(fā)展了前人的渾天理論，大膽地對(duì)天象提出了許多新的見解。
??? 張衡在西漢耿壽昌發(fā)明的渾天儀的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的渾天說，創(chuàng)制了一個(gè)比以前都精確、全面的多的“渾天儀”。創(chuàng)制了一個(gè)能夠精確在表演渾天思想的“渾天儀”。
??? 渾天儀是一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的空心銅球。銅球外表刻有二十八宿和其他一些恒星的位置；球體內(nèi)有一根鐵軸貫穿球心，軸的兩端象征北極和南極。球體的外面裝有幾個(gè)銅圓圈，代表地平圈、子午圈、黃道圈、赤道圈，赤道和黃道上刻有二十四節(jié)氣。凡是張衡當(dāng)時(shí)知道的重要天文現(xiàn)象，都刻在了渾天儀上。
??? 為了使“渾天儀”能自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，張衡又利用水力推動(dòng)齒輪的原理，用滴壺滴出來的水力推動(dòng)齒輪，帶動(dòng)空心銅球繞軸旋轉(zhuǎn)。銅球轉(zhuǎn)動(dòng)一周的速度和地球自轉(zhuǎn)的速度相等。這樣，人們坐在屋子里，便能從渾天儀上看到天體運(yùn)行的情況了。
??? 從公元89年到140年，東漢都城洛陽和隴西一帶，共出現(xiàn)過三十三次地震。特別是公元119年，洛陽和其他地區(qū)連續(xù)發(fā)生了兩次大地震，促進(jìn)了張衡加緊對(duì)于地震的研究。他終于在公元132年，發(fā)明并制造出了我國第一架測(cè)報(bào)地震的儀器——地動(dòng)儀。
??? 張衡制造的這臺(tái)地動(dòng)儀，相當(dāng)靈敏準(zhǔn)確。公元138年的一天，地動(dòng)儀精確的測(cè)知距離洛陽一千多里的隴西發(fā)生地震，表明他的精密程度達(dá)到了相當(dāng)高的水平。歐洲在1880年才制造出類似的地震儀，距張衡已經(jīng)晚了一千七百多年。
??? 在氣象學(xué)方面，張衡還創(chuàng)造了一種測(cè)定風(fēng)向的儀器——侯風(fēng)儀，又叫相風(fēng)銅鳥。是在一根五丈高的桿頂安放一只銜著花的銅鳥，可以隨著風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)。鳥頭所對(duì)的方向就是風(fēng)向。這個(gè)儀器和歐洲裝在屋頂上的候風(fēng)雞相似，但是后風(fēng)雞是在十二世紀(jì)才出現(xiàn)的，比起張衡的候風(fēng)儀晚了一千年。
??? 張衡一生為我國的科學(xué)文化事業(yè)作出了卓越的貢獻(xiàn)，是我國古代偉大的科學(xué)家之一。他謙虛謹(jǐn)慎、勤學(xué)不倦。“如川之逝，不舍晝夜”，幾十年如同一日，在所從事的事業(yè)中表現(xiàn)出了一絲不茍、精益求精、不畏強(qiáng)權(quán)、勇于進(jìn)取的研究風(fēng)格。而他不慕名利的高尚品德更值得我們學(xué)習(xí)。
??? 永和四年(公元139年)，張衡請(qǐng)求告老還鄉(xiāng)不準(zhǔn)，又被調(diào)到朝中做尚書，但只任職一年就與世長辭了，終年六十一歲。
《靈憲》
??? 張衡一生所著的天文學(xué)著作，以《靈憲》最為著名。這是一部闡述天地日月星辰生成和它們的運(yùn)動(dòng)的天文理論著作，代表了張衡研究天文的成果。它總結(jié)了當(dāng)時(shí)的天文知識(shí)，雖然其中也有一些錯(cuò)誤，但還是提出了不少先進(jìn)的科學(xué)思想和獨(dú)到見解。
??? 例如，在闡述渾天理論的時(shí)候，雖然仍舊保留著舊的地平概念，并且提出了“天球”的直徑問題，但是張衡進(jìn)一步明確提出在“天球”之外還是有空間的。他說：“過此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之謂也。宇之表無極，宙之端無窮”。就是說，我們能夠觀測(cè)到的空間是有限的，觀測(cè)不到的地方是無窮無盡，無始無終的宇宙。這段話明確地提出了宇宙在時(shí)間和空間上都是無窮無盡的思想，是十分可貴的。
???? 張衡在《靈憲》中指出月亮本身并不發(fā)光，月光是反射的太陽光。他說“夫日譬猶水，火則外光，水則含景。故月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；當(dāng)日則光盈，就日則光盡也”(景就是影，魄指月亮虧缺的部分)。他生動(dòng)形象地把太陽和月亮比做火和水，火能發(fā)光，水能反光，指出月光的產(chǎn)生是由于日光照射的緣故，有時(shí)看不到月光，是因?yàn)樘柟獗徽谧×恕Ｋ@種見解在當(dāng)時(shí)是十分新鮮的，也是正確的。
??? 同時(shí)，張衡還進(jìn)一步解釋了月食發(fā)生的原因。他說：“當(dāng)日之沖，光常不合者，蔽于地也，是謂暗虛。在星則星微，遇月則食。”這段話的意思是：“望月”時(shí)，應(yīng)該能看到滿月，但是有時(shí)看不到，這是因?yàn)槿展獗坏厍蛘谧〉木壒省Ｋ麑⒌赜暗陌堤幗凶觥鞍堤摗保铝两?jīng)過“暗虛”時(shí)就發(fā)生月食，精辟地闡述了月食的原理。至于“在星則星微”一句，說的是星星碰上“暗虛”就隱而不見了。
??? 現(xiàn)在看來這種說法是不正確的。由于星星距地球極為遙遠(yuǎn)，又大都是發(fā)光的恒星，不象月球一樣屬于行星，因此沒有任何一個(gè)星星會(huì)進(jìn)入地球的影子之中而失去了光芒。這是張衡的不足之處。這也可以看出在當(dāng)時(shí)的水平下，古人的研究不可能作到盡善盡美。今人也一樣，做任何事情的時(shí)候都不可能將事情作的絕對(duì)正確，但一定要最大程度的正確反映客觀現(xiàn)實(shí)。
??? 此外，張衡在《靈憲》中還算出了日、月的角直徑，記錄了在中原洛陽觀察到的恒星二千五百多顆，常明星一百二十四顆，叫得上名字的星約三百二十顆。這和近代天文學(xué)家觀察的結(jié)果是相當(dāng)接近的。
??? 在張衡的另一部天文著作《渾天儀圖注》里還測(cè)定出地球繞太陽一年所需的時(shí)間是“周天三百六十五度又四分度之一”，這和近代天文學(xué)家所測(cè)量的時(shí)間365天5小時(shí)48分46秒的數(shù)字十分接近，說明張衡對(duì)天文學(xué)的研究已經(jīng)達(dá)到了比較高的水平。

在東周中期以前，土木工匠們一直從事著原始、繁重的勞動(dòng)。直到有一位偉大的發(fā)明家利用他的智慧創(chuàng)造出許多靈巧的工具，他們才從那些枯燥乏味的勞動(dòng)中解脫出來，他就是魯班。
??? 魯班是我國古代優(yōu)秀的土木建筑工匠之一，也是一個(gè)相傳有許多創(chuàng)造的杰出發(fā)明家。二千多年以來，一直被土木工匠尊奉為“祖師”，受到人們的尊敬和紀(jì)念。
??? 當(dāng)你看到家里使用的墨斗、刨子、鉆子，以及鑿子、鏟子等木工工具時(shí)，你或許會(huì)覺得這沒有什么，但是在兩千多年前的奴隸社會(huì)時(shí)期，這都是了不起的發(fā)明，也正是由于這些發(fā)明的出現(xiàn)，才使得木工工匠的勞動(dòng)效率成倍提高，土木工藝出現(xiàn)了嶄新的面貌。
??? 魯班其人
??? 魯班，姓公輸，名般，魯國人，由于“般”和“班”同音，古時(shí)通用，因此人們常稱他為魯班。魯班大約生于周敬王十三年(公元前507年)，卒于周貞定王二十五年(公元前444年)以后。
??? 這一時(shí)期是我國奴隸制社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的時(shí)期，也是奴隸制向封建制轉(zhuǎn)變的歷史時(shí)期。當(dāng)時(shí)，城邑建筑和水利工種都有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，鐵器已經(jīng)逐步推廣到各個(gè)社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展。
??? 此時(shí)，奴隸主貴族的統(tǒng)治日趨沒落，奴隸起義和暴動(dòng)此起彼伏，奴隸主控制的官府手工業(yè)被沖破了，很多手工業(yè)奴隸獲得了解放，于是獨(dú)立的個(gè)體手工業(yè)者出現(xiàn)了。據(jù)說魯班就是這個(gè)時(shí)期得到解放的奴隸工匠，并且因此有了游走各地、到處做工的自由。
??? 鋸的發(fā)明
??? 大家可能還熟記著小學(xué)課本中的那篇關(guān)于魯班發(fā)明鋸的文章吧。
??? 傳說，有一年魯班接受了一項(xiàng)很大的任務(wù)——建筑一座大宮殿。這需要很多木料，但是工程限期很緊。魯班的徒弟們每天都上山砍伐木材，但是當(dāng)時(shí)還沒有鋸子，只有用斧子砍，效率實(shí)在是太低了，而且徒弟們每天累得精疲力竭，可是木料還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，耽誤了工程的進(jìn)度。
??? 那個(gè)年代，完成不了奴隸主的任務(wù)是要受重罰的，魯班心里非常著急，就親自上山察看。上山的時(shí)候，他偶爾拉了一把長在山上的一種野草，一下子手就被劃破了。
??? 魯班很奇怪，小小的一根草為什么這樣鋒利？他把草折下來細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)草的兩邊都長有許多小細(xì)齒，他的手就是被這些小齒劃破的。既然小草的齒可以劃破我的手，那帶有很多小齒的鐵條應(yīng)該可以鋸斷大樹吧。
??? 于是，在他的想法加上金屬工匠的幫助下，魯班做出了世界上的第一把鋸——一條帶有許多小齒的鐵條。他用這個(gè)簡(jiǎn)陋的鋸去鋸樹，果然又快又省力，鋸就這樣發(fā)明了。不管這個(gè)故事是真是假，從這個(gè)故事都可以得到這樣的一個(gè)啟發(fā)：實(shí)踐出真知，鉆研出智慧。
??? 每個(gè)人的成功都是有著內(nèi)部和外部的影響的，魯班工藝的不斷進(jìn)步離不開自己的努力和家人的幫忙。魯班出身于世代工匠的家庭，從小就跟隨家人參加過許多土木建筑工程勞動(dòng)，逐漸掌握了生產(chǎn)勞動(dòng)的技能，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
??? 你知道嗎：彈墨線用的小鉤又被稱為“班母”，刨木料時(shí)頂住木頭的卡口又叫做“班妻”，這是為什么呢？原來，魯班的母親和妻子也都從事生產(chǎn)勞動(dòng)，并對(duì)魯班有很大的幫助。據(jù)說“班母”的由來是這樣的：魯班做木工活，用墨斗放線的時(shí)候，原來是由他母親拉住墨線頭的。后來經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，母子倆在墨線頭上拴了一個(gè)小鉤，放線的時(shí)候，用小鉤鉤住木料的一端，就可以代替用手拉線，一個(gè)人操作就行了。從此，彈墨線不用再請(qǐng)母親幫忙了。后世木工便把這個(gè)小鉤取名為“班母”，以紀(jì)念這個(gè)創(chuàng)造。“班妻”的由來傳說是因?yàn)轸敯嗯倌玖掀鸪跏怯伤钠拮臃鲋玖希髞聿鸥挠每诘木壒省?br/>??? 根據(jù)《玉屑》上的記述：魯班成年累月在外給人蓋房，雨淋日曬，十分辛苦。他的妻子云氏就動(dòng)腦筋做了一把傘，讓魯班出門做工的時(shí)候帶上，可以遮日避雨。直到今天，傘仍然是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚挠镁摺？梢姡敯嗉彝ミ€是對(duì)魯班有很大的影響的。
??? 魯班一生的發(fā)明創(chuàng)造很多。在《事物紺珠》、《物原》、《古史考》等不少古籍都有所記載，木工使用的不少工具器械都是他發(fā)明的。象木工使用的曲尺（也叫矩），是魯班創(chuàng)造的，所以又名魯班尺。又如墨斗、刨子、鉆子，以及鑿子、鏟子等工具，傳說也都是魯班發(fā)明的。
??? 據(jù)《世本》上記載，石磨也是魯班發(fā)明的。磨，最初叫石豈(wei)，漢代以后才叫做磨，就是把米、麥、豆等加工成面的機(jī)械。
??? 人類進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)以來，去掉谷物殼皮、破碎豆麥就成為人們?nèi)粘５臒┈崉谧鳌Ｔ缙诓捎玫姆椒ㄊ怯檬^把谷物壓碎或者碾碎，后來人們又把谷物放在石臼里面用杵來春搗。這雖然是古代糧食加工工具的一大進(jìn)步，但是仍然比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
??? 接著，人們又發(fā)現(xiàn)與搗碎相比，研碎效果又好又省力。傳說魯班在勞動(dòng)人民智慧的啟示下，用兩塊比較堅(jiān)硬的圓石，各鑿成密布的淺槽，合在一起，用人力或畜力使它轉(zhuǎn)動(dòng)，就把米面磨成粉了。這就是兩千多年以來我國各地廣泛使用的磨。
??? 磨的發(fā)明將杵臼的上下運(yùn)動(dòng)改為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使杵臼的間歇工作變成連續(xù)工作，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，是一個(gè)很大的進(jìn)步。魯班究竟怎樣發(fā)明磨的真實(shí)情況已經(jīng)無從查考，但是從考古發(fā)掘的情況來看，距今六千到六千五百年前后的仰韶文化時(shí)期，已經(jīng)有石輾棒和石制研磨盤。龍山文化時(shí)期(距今四千年左右)已經(jīng)有了杵臼。因此，到魯班的時(shí)代發(fā)明磨，是有可能的。
??? 魯班不只是土木工匠的“祖師”，還是一個(gè)很高明的機(jī)械發(fā)明家。他制造的鎖，外面不露痕跡，機(jī)關(guān)設(shè)在里面，必須借助配合好的鑰匙才能打開。在《墨子·魯問篇》還有這樣的記載：“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。”就是說魯班制作的木鳥能乘風(fēng)力飛上高空，三天不降落。
??? 據(jù)傳說，魯班還改進(jìn)過車輛的構(gòu)造，制成了機(jī)動(dòng)的木車馬。這種木車馬由木人駕御，裝有機(jī)關(guān)，能夠自動(dòng)行走。后世有不少科技發(fā)明家，如三國時(shí)候的馬鈞、晉朝的區(qū)純、北齊的靈昭、唐朝的馬待封、清朝的黃履莊等，都受這個(gè)傳說的影響，相繼朝著這個(gè)方向探索過。
??? 據(jù)說，魯班在兵器方面也有一定的造詣。據(jù)《墨子．公輸篇》記述，魯班曾經(jīng)為楚國制造攻城用的“云梯”和水戰(zhàn)用的“鉤強(qiáng)”(又名“鉤拒”)，在戰(zhàn)爭(zhēng)中都發(fā)揮了比較大的作用。后來他受了墨子的影響，不再制作這類戰(zhàn)爭(zhēng)的工具，專門從事生產(chǎn)和生活上的創(chuàng)造發(fā)明，造福于人民。
??? 出身于世代工匠家庭的魯班在建筑和雕刻方面的貢獻(xiàn)也很多。《述異記》上說，魯班刻制過立體的石質(zhì)九州地圖。《列子·新論·知人篇》中有關(guān)于魯班雕刻鳳凰的故事，表現(xiàn)了他不怕譏諷、刻苦鉆研的精神。故事說，魯班想雕刻一只鳳凰，還沒有雕成，就受到別人的譏笑，但是他沒有因此而停止工作，反而更加努力，終于刻出了神態(tài)逼真、栩栩如生的鳳凰。那些曾經(jīng)譏笑過他的人， 也終于不得不佩服魯班的高超技藝和頑強(qiáng)努力的精神。
??? 二千四百多年來，人們世世代代傳頌著魯班發(fā)明創(chuàng)造的故事。人們?yōu)榱吮磉_(dá)對(duì)他的熱愛和敬仰，把古代勞動(dòng)人民的集體創(chuàng)造和發(fā)明也都集中到魯班的身上。因此，他的名字實(shí)際上已經(jīng)成為勞動(dòng)人民勤勞和智慧的象征

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