赵之珩
在托勒 密生活的时代,东方也有一位改变了人们宇宙观的天文学家——张衡。
张衡出生于公元 78年,他比托勒密大12岁,从小就喜欢听祖母讲北斗七星和月亮的故事。他还会问祖母星星会不会掉下来,月亮为什么时而弯时而圆?虽然祖母无法解答这些问题,但这样的疑问使张衡对天文学产生了强烈的好奇心。
汉代是我国历史上一个少战乱、经济文化比较发达的时期。那时,人们崇尚科学技术,国家专门建有研究天象和气象的机构,设有负责天文、气象观测的灵台。古时候,大约会有四十多人在灵台上候气、候风、候日、候星,可谓机构庞大,分工精细。管理灵台的官员叫作“灵台丞”,灵台丞属朝廷太史令直接管辖。公元115年,37岁的张衡被汉安帝任命为太史令,专门负责观测天象、制定天文历法等。张衡就是利用这一有利条件,通过大量观测,确定了2500颗星星的准确位置,并把它们划分成了320个星官,记录在星图上。
古时候,人们思考宇宙的起源和结构,发展出了不同的学说:有认为“天圆地方”的“盖天说”;有认为宇宙是没有一定形状的气体空间,天体飘浮在气体之中的“宣夜说”;还有认为天如鸡蛋壳,地如鸡蛋黄,日月星辰都在蛋壳上不停转动的“浑天说”。
张衡将“浑天说”发展到极致,认为宇宙起源于一片无形无色的精气,其中清气上升为天,浊气下降为地,清浊两气互相交汇形成了万物。他还认为宇宙在空间上没有边界,在时间上没有起点,这种思想已与现代宇宙演化学说的精神不谋而合。
公元117年,张衡在落(luò)下闳(hóng)的研究基础上,精心设计了一个能够自行运转的漏水转浑天仪。他利用漏壶的原理,让人把水倾倒在最高的一个漏壶里,通过漏孔,让水从高处向低处不停地流动,以流动的水推动着一套齿轮组转动,再帶动铜球不停地运转,通过控制水流速度,使铜球与天球同步转动,以显示天体的运动规律,如恒星的出没和位于正中天的时间等。它还有一个叫“瑞轮荚”的附属机构,是一种机械日历,由传动装置和浑天仪相连,从每月初一起,每天生一叶片;月半后每天落一叶片。漏水转浑天仪转动一周是一个昼夜,它能够把天象变化形象地演示出来,以便人们了解日月星辰的运行情况。这架仪器几乎囊括了当时所有先进的天文学知识,是东方天文学的代表作品。