资源简介

东汉时期，也就是距今约一千八百多年前(公元117年)，一台利用水力推动运转的大型天文仪器――“水运浑象”在东汉的京都洛阳制造成功。相隔二十年后(公元138年)，安置在京都洛阳的又一台仪器――“候风地动仪”，准确地报告了西方千里之外发生的地震。这标志着人类开始了用仪器记录研究地震的新纪元。
??? 这两台著名仪器的发明者就是张衡——我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对中国古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献，传说他还制造过指南车、记里鼓车等，因其机械制造水平很高，被尊称为“木圣”。
张衡生平
??? 张衡，字平子，章帝建初三年(公元78年)，诞生于南阳郡西鄂县石桥镇一个破落的官僚家庭(今河南省南阳市城北五十里石桥镇)。祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳太守。张衡幼年时候，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。正是这种贫困的生活使他能够接触到社会下层的劳动群众和一些生产、生活实际，从而给他后来的科学创造事业带来了积极的影响。
??? 当时的南阳是经济和文化都很发达的地区，有“南都”之称。张衡在这样的环境熏陶下，加上他自幼刻苦好学，在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。
??? 由于家中的经卷典籍慢慢地不能满足张衡的求知欲望了，于是从十六岁开始，他便离乡游学，广结学者名流。他曾到汉朝故都长安一带，游览了当地的名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了当时的首都洛阳，就读于最高学府——太学。并成为学识比较渊博的学者。当时，地方上曾经推举他做“孝廉”，公府也多次招聘他去做官，但都被他拒绝了。
??? 张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究。他的文学作品很多，风格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《归田赋》。有的气势磅礴，广写景物，如《二京赋》；有的特色突出，独树一格，如《四愁诗》、《同声歌》等。
??? 和帝永元十二年(公元100年)，二十三岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿，掌管文书工作。并在办理政务之余，潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材，先后花了十年功夫，精心雕琢、反复修改，于安帝永初元年(公元107年)写成著名的《东京赋》和《西京赋》，总称为《二京赋》，为人们广为流传，他画的画也很出色。
??? 后来，鲍德调任，张衡便辞职回家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人，几次派人邀请张衡作他的幕僚，以增强自己这一派的势力。但张衡一方面厌恶外戚专权，一方面想专心钻研学问，都坚决地拒绝了。
??? 在张衡三十四岁的时候，他的研究兴趣逐渐转到哲学和自然科学方面。他很喜爱扬雄的哲学著作《太玄经》。《太玄经》的内容涉及天文、历法、数学等方面，引起了他很大的兴趣。《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡以很大的启发。
??? 安帝永初四年(公元111年)，张衡应征进京，先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职。其中担任太史令时间最长，前后达十四年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律(计量和音律)等事务的官员。在他任职期间，对天文历算进行了精湛的研究，做出了重大的贡献。
??? 汉朝时，关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种：盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说又称天圆地方说，认为天是圆的，像一把张开的伞，地是方的象一个棋盘；浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋，天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄；宣夜说认为天没有一定的形质，日、月、五星(金、木、水、火、土五大行星)等都飘浮在气体中。
??? 张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，大胆地对天象提出了许多新的见解。
??? 张衡在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上，根据自己的浑天说，创制了一个比以前都精确、全面的多的“浑天仪”。创制了一个能够精确在表演浑天思想的“浑天仪”。
??? 浑天仪是一个可以转动的空心铜球。铜球外表刻有二十八宿和其他一些恒星的位置；球体内有一根铁轴贯穿球心，轴的两端象征北极和南极。球体的外面装有几个铜圆圈，代表地平圈、子午圈、黄道圈、赤道圈，赤道和黄道上刻有二十四节气。凡是张衡当时知道的重要天文现象，都刻在了浑天仪上。
??? 为了使“浑天仪”能自动转动，张衡又利用水力推动齿轮的原理，用滴壶滴出来的水力推动齿轮，带动空心铜球绕轴旋转。铜球转动一周的速度和地球自转的速度相等。这样，人们坐在屋子里，便能从浑天仪上看到天体运行的情况了。
??? 从公元89年到140年，东汉都城洛阳和陇西一带，共出现过三十三次地震。特别是公元119年，洛阳和其他地区连续发生了两次大地震，促进了张衡加紧对于地震的研究。他终于在公元132年，发明并制造出了我国第一架测报地震的仪器——地动仪。
??? 张衡制造的这台地动仪，相当灵敏准确。公元138年的一天，地动仪精确的测知距离洛阳一千多里的陇西发生地震，表明他的精密程度达到了相当高的水平。欧洲在1880年才制造出类似的地震仪，距张衡已经晚了一千七百多年。
??? 在气象学方面，张衡还创造了一种测定风向的仪器——侯风仪，又叫相风铜鸟。是在一根五丈高的杆顶安放一只衔着花的铜鸟，可以随着风向转动。鸟头所对的方向就是风向。这个仪器和欧洲装在屋顶上的候风鸡相似，但是后风鸡是在十二世纪才出现的，比起张衡的候风仪晚了一千年。
??? 张衡一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献，是我国古代伟大的科学家之一。他谦虚谨慎、勤学不倦。“如川之逝，不舍昼夜”，几十年如同一日，在所从事的事业中表现出了一丝不苟、精益求精、不畏强权、勇于进取的研究风格。而他不慕名利的高尚品德更值得我们学习。
??? 永和四年(公元139年)，张衡请求告老还乡不准，又被调到朝中做尚书，但只任职一年就与世长辞了，终年六十一岁。
《灵宪》
??? 张衡一生所著的天文学著作，以《灵宪》最为著名。这是一部阐述天地日月星辰生成和它们的运动的天文理论著作，代表了张衡研究天文的成果。它总结了当时的天文知识，虽然其中也有一些错误，但还是提出了不少先进的科学思想和独到见解。
??? 例如，在阐述浑天理论的时候，虽然仍旧保留着旧的地平概念，并且提出了“天球”的直径问题，但是张衡进一步明确提出在“天球”之外还是有空间的。他说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷”。就是说，我们能够观测到的空间是有限的，观测不到的地方是无穷无尽，无始无终的宇宙。这段话明确地提出了宇宙在时间和空间上都是无穷无尽的思想，是十分可贵的。
???? 张衡在《灵宪》中指出月亮本身并不发光，月光是反射的太阳光。他说“夫日譬犹水，火则外光，水则含景。故月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽也”(景就是影，魄指月亮亏缺的部分)。他生动形象地把太阳和月亮比做火和水，火能发光，水能反光，指出月光的产生是由于日光照射的缘故，有时看不到月光，是因为太阳光被遮住了。他这种见解在当时是十分新鲜的，也是正确的。
??? 同时，张衡还进一步解释了月食发生的原因。他说：“当日之冲，光常不合者，蔽于地也，是谓暗虚。在星则星微，遇月则食。”这段话的意思是：“望月”时，应该能看到满月，但是有时看不到，这是因为日光被地球遮住的缘故。他将地影的暗处叫做“暗虚”，月亮经过“暗虚”时就发生月食，精辟地阐述了月食的原理。至于“在星则星微”一句，说的是星星碰上“暗虚”就隐而不见了。
??? 现在看来这种说法是不正确的。由于星星距地球极为遥远，又大都是发光的恒星，不象月球一样属于行星，因此没有任何一个星星会进入地球的影子之中而失去了光芒。这是张衡的不足之处。这也可以看出在当时的水平下，古人的研究不可能作到尽善尽美。今人也一样，做任何事情的时候都不可能将事情作的绝对正确，但一定要最大程度的正确反映客观现实。
??? 此外，张衡在《灵宪》中还算出了日、月的角直径，记录了在中原洛阳观察到的恒星二千五百多颗，常明星一百二十四颗，叫得上名字的星约三百二十颗。这和近代天文学家观察的结果是相当接近的。
??? 在张衡的另一部天文著作《浑天仪图注》里还测定出地球绕太阳一年所需的时间是“周天三百六十五度又四分度之一”，这和近代天文学家所测量的时间365天5小时48分46秒的数字十分接近，说明张衡对天文学的研究已经达到了比较高的水平。

在东周中期以前，土木工匠们一直从事着原始、繁重的劳动。直到有一位伟大的发明家利用他的智慧创造出许多灵巧的工具，他们才从那些枯燥乏味的劳动中解脱出来，他就是鲁班。
??? 鲁班是我国古代优秀的土木建筑工匠之一，也是一个相传有许多创造的杰出发明家。二千多年以来，一直被土木工匠尊奉为“祖师”，受到人们的尊敬和纪念。
??? 当你看到家里使用的墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等木工工具时，你或许会觉得这没有什么，但是在两千多年前的奴隶社会时期，这都是了不起的发明，也正是由于这些发明的出现，才使得木工工匠的劳动效率成倍提高，土木工艺出现了崭新的面貌。
??? 鲁班其人
??? 鲁班，姓公输，名般，鲁国人，由于“般”和“班”同音，古时通用，因此人们常称他为鲁班。鲁班大约生于周敬王十三年(公元前507年)，卒于周贞定王二十五年(公元前444年)以后。
??? 这一时期是我国奴隶制社会经济高度发展的时期，也是奴隶制向封建制转变的历史时期。当时，城邑建筑和水利工种都有了相当的规模，铁器已经逐步推广到各个社会生产领域，大大推进了社会生产的发展。
??? 此时，奴隶主贵族的统治日趋没落，奴隶起义和暴动此起彼伏，奴隶主控制的官府手工业被冲破了，很多手工业奴隶获得了解放，于是独立的个体手工业者出现了。据说鲁班就是这个时期得到解放的奴隶工匠，并且因此有了游走各地、到处做工的自由。
??? 锯的发明
??? 大家可能还熟记着小学课本中的那篇关于鲁班发明锯的文章吧。
??? 传说，有一年鲁班接受了一项很大的任务——建筑一座大宫殿。这需要很多木料，但是工程限期很紧。鲁班的徒弟们每天都上山砍伐木材，但是当时还没有锯子，只有用斧子砍，效率实在是太低了，而且徒弟们每天累得精疲力竭，可是木料还是远远不够，耽误了工程的进度。
??? 那个年代，完成不了奴隶主的任务是要受重罚的，鲁班心里非常着急，就亲自上山察看。上山的时候，他偶尔拉了一把长在山上的一种野草，一下子手就被划破了。
??? 鲁班很奇怪，小小的一根草为什么这样锋利？他把草折下来细心观察，发现草的两边都长有许多小细齿，他的手就是被这些小齿划破的。既然小草的齿可以划破我的手，那带有很多小齿的铁条应该可以锯断大树吧。
??? 于是，在他的想法加上金属工匠的帮助下，鲁班做出了世界上的第一把锯——一条带有许多小齿的铁条。他用这个简陋的锯去锯树，果然又快又省力，锯就这样发明了。不管这个故事是真是假，从这个故事都可以得到这样的一个启发：实践出真知，钻研出智慧。
??? 每个人的成功都是有着内部和外部的影响的，鲁班工艺的不断进步离不开自己的努力和家人的帮忙。鲁班出身于世代工匠的家庭，从小就跟随家人参加过许多土木建筑工程劳动，逐渐掌握了生产劳动的技能，积累了丰富的实践经验。
??? 你知道吗：弹墨线用的小钩又被称为“班母”，刨木料时顶住木头的卡口又叫做“班妻”，这是为什么呢？原来，鲁班的母亲和妻子也都从事生产劳动，并对鲁班有很大的帮助。据说“班母”的由来是这样的：鲁班做木工活，用墨斗放线的时候，原来是由他母亲拉住墨线头的。后来经过多次实验，母子俩在墨线头上拴了一个小钩，放线的时候，用小钩钩住木料的一端，就可以代替用手拉线，一个人操作就行了。从此，弹墨线不用再请母亲帮忙了。后世木工便把这个小钩取名为“班母”，以纪念这个创造。“班妻”的由来传说是因为鲁班刨木料起初是由他的妻子扶着木料，后来才改用卡口的缘故。
??? 根据《玉屑》上的记述：鲁班成年累月在外给人盖房，雨淋日晒，十分辛苦。他的妻子云氏就动脑筋做了一把伞，让鲁班出门做工的时候带上，可以遮日避雨。直到今天，伞仍然是人们日常生活中不可缺少的用具。可见，鲁班家庭还是对鲁班有很大的影响的。
??? 鲁班一生的发明创造很多。在《事物绀珠》、《物原》、《古史考》等不少古籍都有所记载，木工使用的不少工具器械都是他发明的。象木工使用的曲尺（也叫矩），是鲁班创造的，所以又名鲁班尺。又如墨斗、刨子、钻子，以及凿子、铲子等工具，传说也都是鲁班发明的。
??? 据《世本》上记载，石磨也是鲁班发明的。磨，最初叫石岂(wei)，汉代以后才叫做磨，就是把米、麦、豆等加工成面的机械。
??? 人类进入农业社会以来，去掉谷物壳皮、破碎豆麦就成为人们日常的烦琐劳作。早期采用的方法是用石头把谷物压碎或者碾碎，后来人们又把谷物放在石臼里面用杵来春捣。这虽然是古代粮食加工工具的一大进步，但是仍然比较费时费力。
??? 接着，人们又发现与捣碎相比，研碎效果又好又省力。传说鲁班在劳动人民智慧的启示下，用两块比较坚硬的圆石，各凿成密布的浅槽，合在一起，用人力或畜力使它转动，就把米面磨成粉了。这就是两千多年以来我国各地广泛使用的磨。
??? 磨的发明将杵臼的上下运动改为旋转运动，使杵臼的间歇工作变成连续工作，大大减轻了劳动强度，提高了生产效率，是一个很大的进步。鲁班究竟怎样发明磨的真实情况已经无从查考，但是从考古发掘的情况来看，距今六千到六千五百年前后的仰韶文化时期，已经有石辗棒和石制研磨盘。龙山文化时期(距今四千年左右)已经有了杵臼。因此，到鲁班的时代发明磨，是有可能的。
??? 鲁班不只是土木工匠的“祖师”，还是一个很高明的机械发明家。他制造的锁，外面不露痕迹，机关设在里面，必须借助配合好的钥匙才能打开。在《墨子·鲁问篇》还有这样的记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”就是说鲁班制作的木鸟能乘风力飞上高空，三天不降落。
??? 据传说，鲁班还改进过车辆的构造，制成了机动的木车马。这种木车马由木人驾御，装有机关，能够自动行走。后世有不少科技发明家，如三国时候的马钧、晋朝的区纯、北齐的灵昭、唐朝的马待封、清朝的黄履庄等，都受这个传说的影响，相继朝着这个方向探索过。
??? 据说，鲁班在兵器方面也有一定的造诣。据《墨子．公输篇》记述，鲁班曾经为楚国制造攻城用的“云梯”和水战用的“钩强”(又名“钩拒”)，在战争中都发挥了比较大的作用。后来他受了墨子的影响，不再制作这类战争的工具，专门从事生产和生活上的创造发明，造福于人民。
??? 出身于世代工匠家庭的鲁班在建筑和雕刻方面的贡献也很多。《述异记》上说，鲁班刻制过立体的石质九州地图。《列子·新论·知人篇》中有关于鲁班雕刻凤凰的故事，表现了他不怕讥讽、刻苦钻研的精神。故事说，鲁班想雕刻一只凤凰，还没有雕成，就受到别人的讥笑，但是他没有因此而停止工作，反而更加努力，终于刻出了神态逼真、栩栩如生的凤凰。那些曾经讥笑过他的人， 也终于不得不佩服鲁班的高超技艺和顽强努力的精神。
??? 二千四百多年来，人们世世代代传颂着鲁班发明创造的故事。人们为了表达对他的热爱和敬仰，把古代劳动人民的集体创造和发明也都集中到鲁班的身上。因此，他的名字实际上已经成为劳动人民勤劳和智慧的象征

展开更多......

收起↑