张衡是东汉时期南阳人。十七岁那年,他离开家乡,先后来到长安和洛阳,后入洛阳太学学习。永初五年,张衡应召入京,他先是在宫里做郎中、尚书侍郎,继而又担任了太史令,执掌天文、历算。这个工作正好符合他的研究兴趣。
经过多年的观察研究,他断定地球是圆的,月亮的光源是借太阳的照射而反射出来的。他还认为,天好像鸡蛋壳,包在地的外面;地好像鸡蛋黄,在天的中心。这种学说虽然不完全准确,但在当时能得出这种结论,仍使后来的天文学家感到钦佩。
那个时期,地震频繁发生,一次大地震就波及好几十个郡,城墙、房屋倾斜倒坍,造成大量的人畜伤亡。张衡记录了地震的现象,经过细心考察和反复试验,发明了“地动仪”。地动仪是用青铜制成的,形状类似酒樽,四周刻铸了八条龙,龙头朝着八个方位。每条龙的嘴里含了一颗小铜球;龙头下面蹲着一只铜制的蟾蜍,蟾蜍的嘴大张着,对准龙嘴。哪个方向发生了地震,朝着那个方向的龙嘴就会自动张开,把铜球吐进蟾蜍的嘴里,发出响亮的声音,作为地震的警报。
曾经有一次,地动仪对准西方的龙嘴突然张开,吐出了铜球。按照张衡的设计原理,这就说明西部发生了地震。过了几天,有人骑着快马来向朝廷报告,离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震,还出现了山体崩塌。
公元139年,张衡因病去世。他为我国的天文学、机械技术、地震学的发展作出了巨大的贡献,被后人誉为“木圣”。