摆在读者面前的这本小书——《十大科学家》，是《中华历史名人丛书》的一种。读者可以将其看作是一本中国古代人物科学史，也可以视其是一本中国古代科技文化简史。作者根据丛书主编者的要求，力图通过精选在中华民族科学文化发展史上尤其在世界科学史上有过重大影响，并对当代中国科学发展有借鉴意义的科学人物，力求把每位科学家放在特定的历史背景、社会条件和学术发展的长河中去考察，展示他们的科学成就和科学事迹，分析其成长的道路和获取成功的原因，进而说明其在科学史上的地位和贡献及其产生的影响。试图通过每一个科学家，反映或折射出一个时代科学发展的全貌。作者希望读者在读完这本小书后，能凭自己的心智和思维，勾勒出一幅中国古代科学发展的草图。尽管作者做了些浮光掠影式的解构工作，虽不指望能使读者满意地重构，但有了草图，也表示有了路标，科学女神会引导你们走上科学之途！

张衡——通晓天地之间事理的科学家
公元前221年，中华民族**个统一的、封建专制主义**集权的**——秦朝建立了。它标志着中华文化共同体的形成。秦亡汉起，秦汉时代成为中国封建文化的**个鼎盛期，在科学技术领域里，如天文学、数学、医学等方面，都取得了显著的成就。许多科学家为我国科学技术的发展做出了重要的贡献。东汉科学家张衡便是其中的一位佼佼者。
一、道德漫流文章云浮
张衡，字平子，南阳郡西鄂县（今河南南阳）人。东汉建初三年（公元78年）生，永和四年（公元139年）卒，终年62岁。
据史书记载，张衡出身于**望族。其祖父张堪做过蜀郡和渔阳的太守，而父亲名不见经传。祖父为官清廉，有民谣歌颂他说：“张君为政，乐不可支。”他任蜀郡太守，“去职之日，乘折辕车，布被囊而已”。由于不积家私，死后家道中衰，甚至荒年衣食不保。
南阳一带，山明水秀，风景优美，自古以来就是我国经济和文化很发达的地区，有“南都”之称。张衡生长在这样的环境中，加上贫苦的生活激发他刻苦学习的决心，青少年时代就为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。《后汉书·张衡传》称：
衡少善属文，游于三辅，因入京师，观太学，遂
通五经，贯六艺，虽才高于世，而无骄尚之情，常从
容淡静，不好交接俗人。
这表明，张衡在少年时天资聪明，青年时有朝气，有抱负，好学深思，不满足于接受经史书本上的知识，走出书斋，远游三辅（今陕西西安一带），主要是游览西汉故都长安。然后东出潼关，游学洛阳，观太学，访名师，结益友。长安、洛阳之行，他登山临水，考察物产民俗、世态人情，尤其是对长安城郊的宫阙规模、市井制度、远近商贾货财的聚散、豪富游侠王侯的故事，都有较深切的认识。壮丽的山河和宏伟的秦汉古都遗址，给他提供了丰富的文学创作素材，为他文学上的成名奠定了生活基础。
和帝永元十二年（公元100年），23岁的张衡为了谋生，接受南阳郡太守鲍德的邀请，任郡主簿，掌管文书工作。张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究，因此他在办理政务之余，潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材，“精思博会，十年乃成”，于安帝永初元年（公元107年）写戍**的文学著作《东京赋》和《西京赋》，总称为《二京赋》。8年后鲍德调任京师，张衡即辞官居家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人，增强自己这一派的势力，屡次派人邀请张衡做他的幕僚。张衡一方面厌恶外戚专权，一方面想专心钻研学问，拒绝了他们的邀请。在家期间，张衡专心进修学业，他的研究兴趣逐渐转向哲学和自然科学方面。他很喜爱西汉大学者扬雄（公元前53～公元18年）的哲学著作《太玄经》。这是一部深奥难懂的哲学著作，问世以后没人去认真研究，一般趋利禄的学者更不去读它。张衡对《太玄经》潜心钻研后，曾特别写信对他的好友崔瑗说：“披读《太玄经》，知子云（扬雄）特极阴阳之数也，……非特传记之属，乃实与五经拟。……竭己精思，以揆其义，更使人难论阴阳之事。”由于钻研《太玄经》，张衡在思想上受了扬雄很深的影响。《太玄经》涉及到不少天文、历法、数学一类的知识，如“日月往来，一寒一暑”、“日动而东，天动而西，天日错行，阴阳更巡”等等，这些都引起了张衡的兴趣，并对天象进行实际观察和测量，写出了《太玄经注》，绘制了《太玄图》。张衡壮年书斋的学习，为他尔后成为天、文学家打下了知识基础。
汉安帝（刘祜，公元107～125年在位）“雅闻衡善数学”，便于111年召张衡至京都洛阳，拜为“郎中”。在京城，张衡继续进修学业，博访多问，充实知识。元初元年（公元114年），张衡迁尚书郎。次年，迁太史令。担任了太史令，张衡对天文、历算的研究更加方便。其后，他对于天文学的理论，尤其在天文学的实践（观测）上，都达到了当时*高的成就。
汉安帝建光元年（公元121年），张衡被调任公车司马令。汉顺帝永建元年（公元126年），复为太史令，总计前后任此职达14年之久，张衡许多重大的科学研究工作都是在这一阶段里完成的。
汉顺帝阳嘉二年（公元133年），张衡升任侍中，皇帝把他留在身边，“赞导众事”。但不久受到宦官排挤中伤，于永和元年（公元136年）调到京外，任河间王刘政的相。刘政是个骄横**、不守**法典的人，地方许多豪强与他共为不法。张衡在到任以前就详细地调查了河间豪强奸党的姓名，到任后立即擒拿惩办了一批横行不法的恶霸土豪，清理了许多冤狱。他严整法纪，使得上下肃然，河间地方“诸豪侠游客，悉惶懼逃出境”。三年后，他向顺帝上表请求退休，但朝廷却征拜他为尚书，任职不到一年（永和四年，即公元139年），他即告生病逝世。
张衡一生，多才多艺，所写著作甚多。根据《后汉书·张衡传》载：“所著诗赋铭七言、《灵宪》、《应问》、《七辩》、《巡诰》、《悬图》凡三十二篇。”《隋书·经籍志》著录《灵宪》一卷，又“后汉河间相张衡集十一卷”。张衡原有诗文集十四卷，现已佚。张溥《汉魏六朝百三名家集》中有辑本。严可均《全后汉文》辑录了张衡的一些著作。
二、数术穷天地 制作侔造化
张衡是一位具有多方面才能的科学家。他的科学成就涉及到天文学、地震学、机械技术、数学乃至文学艺术等许多领域。
1.在天文学上的贡献
我国是世界上天文学发展*早的**之一。在汉代，天文学特别发达，这是与农业生产的发达相适应的。因为只有更**的天文学，才能正确地推算出与农业有关的季节来。我们的祖先经过对天象的长期观测和研究，到汉朝，已经先后出现了三种关于天体运动和宇宙结构的学说，这就是“宣夜说”、“盖天说”和“浑天说”。“宣夜说”渊源于战国时期，是一种朴素的无限宇宙学说，它认为天无形质，离远无极，日月星辰皆飘浮其中。但“宣夜说”后来并未得到发展。“盖天说”约产生于1世纪，主要是哲学家提出的，*初认为“天圆如张盖，地方如棋局”，后又发展为“天象盖笠，地法覆檗”（即天像斗笠，地像倒扣的盘子），向球形大地的概念前进了一步。这是一种对宇宙的简单直观的认识。“浑天说”约产生于2世纪，是天文学家提出的，它以实际观测为基础，认为众天体附着在绕极轴旋转的天球上，大地居于**。这是中国古代的“地心说”。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，创制了一个能够**地表演浑天思想的“浑天仪”，并且写出了《灵宪》、《灵宪图》、《浑天仪图注》等天文学著作，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。
张衡在天文学方面的贡献，主要表现在以下几个方面。
**，张衡在《灵宪》中，系统地阐述了他的宇宙论。
关于世界的起源，他说：
太素之前，幽清玄静，寂寞冥默，不可为象，厥中惟虚，厥外惟无。如是者**焉，斯谓溟沣，盖乃道之根也。道根既建，自无生有，太素始萌；萌而未兆，并气同色，浑沌不分。故《道志》之言云：“有物浑成，先天地生。”其气体固未可得而形，其迟速固未可得而纪也。如是者又**焉，斯谓庞鸿，盖乃道之干也。道干既育，万物成体，于是元气剖判，刚柔始分，清浊异位，天成于外，地定于内。天体于阳，故圆以动；地体于阴，故平以静。动以行施，静以合化，堙郁构精，时育庶类。斯谓太元，盖乃道之实也。
这里，张衡把天地的起源分为三个阶段：*初阶段叫“溟涬”，指“不可为象”的未分化的元气；“溟涬”亦即“虚无”，它是“道之根”。第二阶段叫“庞鸿”，指广大统一的元气或“浑沌不分”的“有”，也叫“太素”，它是“道之干”。第三阶段叫“太元”，指元气剖分为天地，天地合气，阴阳构精，便生育出万物。所以，“太元”是自然界的原始，它是“道之实”。《灵宪》把宇宙演化三阶段，称之为道根、道干、道实。在解释有浑沌不分的太素气时引用了老子《道德经》里的话：“有物混成，先天地生。”这些都说明了《灵宪》的宇宙起源思想，其渊源是老子的道家哲学。《灵宪》的宇宙起源学说和《淮南子·天文训》的思想十分相像，不过《淮南子》认为在气分清浊之后，“清阳者薄靡而为天，重浊者凝滞而为地”。天上地下，这是“盖天说”。而《灵宪》主张清气所成的天在外，浊气所成的地在内，这是“浑天说”。此外，张衡不像《淮南子》那样讲“天人感应”，他受扬雄影响，称世界**原理为“玄”，著有《玄图》。
……

前言——灿烂辉煌的中国古代科技文化
张衡——通晓天地之闻事理的科学家
一、道德漫流 文章云浮
二、数术穷天地 制作侔造化
三、万祀千龄 为人敬仰
刘徽——古代世界数学泰斗
一、生平与时代
二、析理以辞解体用图
三、数学泰斗百代风流
祖冲之——**个准确推算出圆周率的科学家
一、博访前故 远稽昔典
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郦道元——中国古代写实地理学的开创祖师
一、山水朋友 性命文章
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贾思勰——中国古代农业实用科学体系的奠基者和农学的百科全书家