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張衡是中國歷史上最早制造水運渾天儀的人。張衡（公元78—139年），字平子，東漢南陽西鄂（今河南南陽）人，東漢時期杰出的科學家，也是世界上偉大的天文學家之一。 張衡的《渾天儀圖注》是渾天說的代表作。他明確地指出了大地是個圓球，形象地說明了天與地的關(guān)系。從晉書中記載得知，張衡的渾天儀是一個直徑約5尺的空心球，上面繪有二十八宿，中外星官以及互成24度角的黃道和赤道，黃道上還表明二十四節(jié)氣的名稱。緊附于天球外的有地平環(huán)和子午環(huán)等。天體半露于地平環(huán)之上，半隱于地平環(huán)之下。天軸則支架在子午環(huán)上，其北極高出地平環(huán)36度，天球可繞天軸轉(zhuǎn)動，這就是渾天儀的外部結(jié)構(gòu)，它形象地表達了渾天思想。 張衡還利用中國古代機械工程技術(shù)的發(fā)展，把計量時間用的漏壺與渾象聯(lián)系起來，即利用漏壺的等時性，以漏壺流出的水為原動力，再通過渾象內(nèi)部裝置的齒輪系統(tǒng)等傳動和控制設(shè)備，使渾象每天均勻地繞天軸旋轉(zhuǎn)一周，從而達到自動地、接近正確地演示天象的目的。此外水運渾象還帶動一個稱作“瑞輪冥莢”的巧妙儀器，制成機械日歷。傳說冥莢是一種奇妙的植物，它每天長一片葉子，到月半共長15片葉子，以后每天掉一片葉子，到月底正好掉完?！叭疠嗂でv”就是依照這種現(xiàn)象進行構(gòu)思，用機械的方法使得在一個杠桿上每天轉(zhuǎn)出一片葉子來，月半之后每天再落下一片葉子來，這樣就可以知道月相。 張衡的渾天儀雖然還不能完全自動地表演日月星辰的運動，但是，用一個機械系統(tǒng)來取得與天球旋轉(zhuǎn)相同步的機械運動，這本身就是一個偉大的發(fā)明，它在當時的世界上是絕無僅有的。
張衡與地震測量技術(shù)的進步張衡在洛陽發(fā)明的地動儀是世界上最早觀測和記錄地震的儀器。 我國東漢時期的地震頻繁，據(jù)《后漢書?五行志》記載，自公元92至125年（漢和帝永元四年到漢安帝延光四年）的30多年間，較大的地震就發(fā)生了26次，給人民的生命財產(chǎn)造成了極大的損失。為了掌握全國各地的地震動態(tài)，張衡在前人積累的地震知識的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多年研究，終于在公元132年（陽嘉元年）成功地制造出了地動儀。 據(jù)《后漢書?張衡傳》記載：“候風地動儀以精銅制成，圓徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文、山、龜、鳥、獸之形?！眱x器的內(nèi)部中央有“都柱”（一個倒立的慣性擺），柱旁有“八道”。儀器外部嵌有八條龍，布列八方，龍頭朝下，尾朝上，按東、南、西、北、東南、東北、西南、西北八個方向布列。龍頭和內(nèi)部由機械裝置連通，每條龍嘴里有一銅球，龍頭下，對應(yīng)有八只蹲著的銅蟾蜍，張嘴向上。每當?shù)孛嬲駝訒r，都柱便因地面的強烈振動而傾斜，觸發(fā)機關(guān)。地動儀中“都柱”的靈敏度極高。 張衡的地動儀是當時世界上遙遙領(lǐng)先的偉大發(fā)明，它比西方同類儀器早約1700多年。
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