博通经籍
张衡的家族世代为当地的大姓。他的祖父张堪,自小志高力行,被人称为圣童,曾把家传余财数百万让给他的侄子。光武帝刘秀登基后张堪被任命为蜀郡太守,随大司马吴汉讨伐割据益州的公孙述,立有大功。其后又领兵抗击匈奴有功,被拜为渔阳太守。曾以数千骑兵击破匈奴来犯的一万骑兵。此后在他的任期内匈奴再也没有敢来侵扰。他又教人民耕种,开稻田八千顷,人民由此致富。所以,有民谣歌颂他说:“张君为政,乐不可支。”张堪为官清廉。伐蜀时他是首先攻入成都的,但他对公孙述留下的堆积如山的珍宝毫无所取。蜀郡号称天府,但张堪在奉调离蜀郡太守任时乘的是一辆破车,携带的只有一卷布被囊。
张衡像他的祖父一样,自小刻苦向学,少年时便会做文章。16岁以后曾离开家乡到外地游学。他先到了当时的学术文化中心三辅(今陕西省西安市一带)地区。这一地区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。以后又到了东汉都城洛阳。在那儿,他进过当时的最高学府太学,结识了后来著名的学者崔瑗,与他结为挚友。张衡兴趣广泛,自学《五经》,贯通了六艺的道理,而且还喜欢研究算学、天文、地理和机械制造等。但在青年时期,他的志趣大半还在诗歌、辞赋、散文上,尽管他才高于世,却没有骄傲之情。平常从容淡泊,不喜欢与俗人相交。
步入仕途
汉和帝永元(89年—105年)年间,张衡被推举为孝廉,但他没有接受,公府几次征召也不到。当时,国家太平日久,自王侯以下,没有不奢侈过度的。张衡于是仿照班固的《两都赋》,殚精竭思十年,才作成《二京赋》,用以讽谏朝廷。大将军邓骘欣赏张衡的才华,多次征召他,张衡都不应命。
公元100年(永元十二年),张衡应南阳太守鲍德之请,作了他的主簿,掌管文书工作。八年后,鲍德调任京师,张衡即辞官居家。
职掌太史
张衡擅长机械,特别用心于天文、阴阳、历算。平常喜爱扬雄的《太玄经》,对崔瑗说:“我看《太玄》,才知道子云(扬雄字)妙极道数,可与《五经》相比,不仅仅是传记一类,使人论辩阴阳之事,汉朝得天下二百年来的书啊。再二百年,《太玄经》就会衰微吗?因为作者的命运必显一世,这是当然之符验。汉朝四百年之际,《玄》学还要兴起来的呢。”汉安帝早就听说张衡善术学,公元111年(永初五年),张衡被朝廷公车特征进京,被拜为郎中,再升任太史令。于是研究阴阳,精通天文历法,制作浑天仪,著有《灵宪》、《算罔论》,写得较为详细明白。虽然在汉顺帝即位初年再调动它职,但后来又任太史令,张衡任此职前后达14年之久。他许多重大的科学研究工作都是在这一阶段里完成的。
张衡不慕当世的功名富贵,担任官职,往往多年都不得迁升。自从离开史官的职务五年后,又回到原职。于是设客问体,作《应问》来表明自己的心迹。当时,政事渐衰,宦官干政。张衡于是上疏陈事,劝谏顺帝。
外出国相
公元133年(阳嘉二年),张衡升任侍中,顺帝任用他在自己身边对国家的政事提出意见。顺帝曾询问张衡天下所痛恨的人。宦官们害怕他说自己的坏话,都用眼睛瞪着他,张衡便用一些不易捉摸的话回答后出来了。但宦官还是担心张衡以后会成为他们的祸害,于是群起毁谤张衡。张衡常想着如何立身行事。认为吉凶祸福,幽暗深微,不易明白,于是作《思玄赋》,以表达和寄托自己的情志。
公元136年(永和元年),张衡被外调任河间王刘政的国相。刘政骄奢淫逸,不遵法纪;又有不少豪强之徒,纠集在一起做乱。张衡到任后,严整法纪,打击豪强,暗中探得奸党名姓,一时收捕,上下肃然,他为政以清廉著称。任职三年后,张衡上书请求辞职归家,被征召拜为尚书。
公元139年(永和四年),张衡逝世,享年六十二岁。
公元1009年(宋徽宗大观三年),张衡因算学方面的成就被北宋追封为西鄂伯。
后世称张衡为“木圣”科圣)。为了纪念张衡的功绩,联合国天文组织于1970年将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,又于1977年将小行星1802命名为“张衡星”,2003年,国际小行星中心为纪念张衡及其诞生地河南南阳,将小行星9092命名为“南阳星”。
张衡是一位具有多方面才能的科学家。他的成就涉及到天文学、地震学、机械技术、数学乃至文学艺术等许多领域。
张衡在天文学方面有两项最重要的工作——著《灵宪》,作浑天仪。此外,在历法方面也有所研究。
《灵宪》是张衡有关天文学的一篇代表作,全面体现了张衡在天文学上的成就和发展。原文被《后汉书·天文志》刘昭注所征引而传世。文中介绍的天文学要点如下:
他认为宇宙是无限的,天体的运行是有规律的;月光是日光的反射,月蚀起因于地遮日光,月绕地行且有升降。他认识到太阳运行(应是地球公转)的某些规律,正确解释了冬季夜长、夏季夜短和春分、秋分昼夜等时的起因。他指出在中原可以见到的星有2500个,与今人所知略近。他经过对某些天体运转情况的观测,得出一周天为三百六十五度又四分度之一的结论,与近世所测地球绕日一周历时365天5小时48分46秒的数值相差无几。
游都邑以永久,无明略以佐时。徒临川以羡鱼,俟河清乎未期。感蔡子之慷慨,从唐生以决疑。谅天道之微昧,追渔父以同嬉。超埃尘以遐逝,与世事乎长辞。
于是仲春令月,时和气清;原隰郁茂,百草滋荣。王雎鼓翼,鸧鹒哀鸣;交颈颉颃,关关嘤嘤。于焉逍遥,聊以娱情。
尔乃龙吟方泽,虎啸山丘。仰飞纤缴,俯钓长流。触矢而毙,贪饵吞钩。落云间之逸禽,悬渊沉之鲨鰡。
于时曜灵俄景,继以望舒。极般游之至乐,虽日夕而忘劬。感老氏之遗诫,将回驾乎蓬庐。弹五弦之妙指,咏周、孔之图书。挥翰墨以奋藻,陈三皇之轨模。苟纵心于物外,安知荣辱之所如。
游都邑以永久,无明略以佐时。徒临川以羡鱼,俟河清乎未期。感蔡子之慷慨,从唐生以决疑。谅天道之微昧,追渔父以同嬉。超埃尘以遐逝,与世事乎长辞。
于是仲春令月,时和气清;原隰郁茂,百草滋荣。王雎鼓翼,鸧鹒哀鸣;交颈颉颃,关关嘤嘤。于焉逍遥,聊以娱情。
尔乃龙吟方泽,虎啸山丘。仰飞纤缴,俯钓长流。触矢而毙,贪饵吞钩。落云间之逸禽,悬渊沉之鲨鰡。
于时曜灵俄景,继以望舒。极般游之至乐,虽日夕而忘劬。感老氏之遗诫,将回驾乎蓬庐。弹五弦之妙指,咏周、孔之图书。挥翰墨以奋藻,陈三皇之轨模。苟纵心于物外,安知荣辱之所如。
衡常思图身之事,以为吉凶倚伏,幽微难明,乃作《思玄赋》,以宣寄情志。其辞曰:
仰先哲之玄训兮,虽弥高其弗违。匪仁里其焉宅兮,匪义迹其焉追?潜服膺以永靓兮,绵日月而不衰。伊中情之信修兮,慕古人之贞节。竦余身而顺止兮,遵绳墨而不跌。志团团以应悬兮,诚心固其如结。旌性行以制佩兮,佩夜光与琼枝。纗幽兰之秋华兮,又缀之以江离。美襞积以酷裂兮,允尘邈而难亏。既姱丽而鲜双兮,非是时之攸珍。奋余荣而莫见兮,播余香而莫闻。幽独守此仄陋兮,敢怠遑而舍勤?幸二八之遌虞兮,喜傅说之生殷。尚前良之遗风兮,恫后辰而无及。何孤行之茕茕兮,孑不群而介立。感鸾鹥之特栖兮,悲淑人之稀合。
彼无合其何伤兮,患众伪之冒真。旦获讟于群弟兮,启金縢而乃信。览烝民之多僻兮,畏立辟以危身。曾烦毒以迷或兮,羌孰可与言己?私湛忧而深怀兮,思缤纷而不理。愿竭力以守义兮,虽贫穷而不改。执雕虎而试象兮,阽焦原而跟止。庶斯奉以周旋兮,要既死而后已。俗迁渝而事化兮,泯规矩之圜方。珍萧艾于重笥兮,谓蕙芷之不香。斥西施而弗御兮,羁要袅以服箱。行陂僻而获志兮,循法度而离殃。惟天地之无穷兮,何遭遇之无常!不抑操而苟容兮,譬临河而无航。欲巧笑以干媚兮,非余心之所尝。袭温恭之黻衣兮,披礼义之绣裳。辫贞亮以为鞶兮,艺技艺以为珩。昭彩藻与雕琢兮,璜声远而弥长。淹栖迟以恣欲兮,燿灵忽其西藏。恃己知而华予兮,鶗鴂鸣而不芳。冀一年之三秀兮,遒白露之为霜。时亶亶而代序兮,畴可与乎比伉?咨妒嫮之难并兮,想依韩以流亡。恐渐冉而无成兮,留则蔽而不章。
心犹与而狐疑兮,即岐阯而摅情。文君为我端蓍兮,利飞遁以保名。历众山以周流兮,翼迅风以扬声。二女感于崇岳兮,或冰折而不营。天盖高而为泽兮,谁云路之不平!勔自强而不息兮,蹈玉阶之嶢峥。惧筮氏之长短兮,钻东龟以观祯。遇九皋之介鸟兮,怨素意之不逞。游尘外而瞥天兮,据冥翳而哀鸣。雕鹗竞于贪婪兮,我修絮以益荣。子有故于玄鸟兮,归母氏而后宁。
占既吉而无悔兮,简元辰而俶装。旦余沐于清原兮,晞余发于朝阳。漱飞泉之沥液兮,咀石菌之流英。翾鸟举而鱼跃兮,将往走乎八荒。过少皥之穷野兮,问三丘乎勾芒。何道真之淳粹兮,去秽累而票轻。登蓬莱而容与兮,鳌虽抃而不倾。留瀛洲而采芝兮,聊且以乎长生。凭归云而遐逝兮,夕余宿乎扶桑。噏青岑之玉醴兮,餐沆瀣以为粮。发昔梦于木禾兮,谷昆仑之高冈。
朝吾行于汤谷兮,从伯禹于稽山。集群神之执玉兮,疾防风之食言。指长沙以邪径兮,存重华乎南邻。哀二妃之未从兮,翩傧处彼湘濒。流目覜夫衡阿兮,睹有黎之圮坟。痛火正之无怀兮,托山陂以孤魂。愁蔚蔚以慕远兮,越卬州而愉敖。跻日中于昆吾兮,憩炎天之所陶。扬芒熛而绛天兮,水泫沄而涌涛。温风翕其增热兮,惄郁邑其难聊。
顝羁旅而无友兮,余安能乎留兹?顾金天而叹息兮,吾欲往乎西嬉。前祝融使举麾兮,纚朱鸟以承旗。躔建木于广都兮,拓若华而踌躇。超轩辕于西海兮,跨汪氏之龙鱼。闻此国之千岁兮,曾焉足以娱余?
思九土之殊风兮,从蓐收而遂徂。欻神化而蝉蜕兮,朋精粹而为徒。蹶白门而东驰兮,云台行乎中野。乱弱水之潺湲兮,逗华阴之湍渚。号冯夷俾清津兮,棹龙舟以济予。会帝轩之未归兮,怅相佯而延伫。呬河林之蓁蓁兮,伟《关雎》之戒女。黄灵詹而访命兮,摎天道其焉如。曰:“近信而远疑兮,六籍阙而不书。神逵昧其难覆兮,畴克谟而从诸?牛哀病而成虎兮,虽逢昆其必噬。鳖令殪而尸亡兮,取蜀禅而引世。死生错而不齐兮,虽司命其不晰。窦号行于代路兮,后膺祚而繁庑。王肆侈于汉廷兮,卒衔恤而绝绪。尉尨眉而郎潜兮,逮三叶而遘武。董弱冠而司衮兮,设王隧而弗处。夫吉凶之相仍兮,恒反侧而靡所。穆负天以悦牛兮,竖乱叔而幽主。文断祛而忌伯兮,阉谒贼而宁后。通人暗于好恶兮,岂爱惑之能剖?嬴擿谶而戒胡兮,备诸外而发内。或辇贿而违车兮,孕行产而为对。慎灶显于言天兮,占水火而妄谇。梁叟患夫黎丘兮,丁厥子而事刃。亲所睇而弗识兮,矧(shěn)幽冥之可信。毋绵挛以涬己兮,思百忧以自疢。彼天监之孔明兮,用棐忱而佑仁。汤蠲体以祷祈兮,蒙厖褫以拯人。景三虑以营国兮,荧惑次于它辰。魏颗亮以从理兮,鬼亢回以敝秦。咎繇迈而种德兮,树德懋于英六。桑末寄夫根生兮,卉既凋而己毓。有无言而不雠兮,又何往而不复?盍远迹以飞声兮,孰谓时之可蓄?
仰矫首以遥望兮,魂僘惘而无畴。逼区中之隘陋兮,将北度而宣游。行积冰之硙硙兮,清泉冱而不流。寒风凄而永至兮,拂穹岫之骚骚。玄武缩于壳中兮,螣蛇蜿而自纠。鱼矜鳞而并凌兮,鸟登木而失条。坐太阴之屏室兮,慨含欷而增愁。怨高阳之相寓兮,仙颛顼之宅幽。庸织络于四裔兮,斯与彼其何瘳?望寒门之绝垠兮,纵余绁乎不周。迅飙潚其媵我兮,骛翩飘而不禁。越谽谺之洞穴兮,标通渊之碄碄。经重阴乎寂漠兮,愍坟羊之潜深。
追慌忽于地底兮,轶无形而上浮。出右密之暗野兮,不识蹊之所由。速烛龙令执炬兮,过钟山而中休。瞰瑶谿之赤岸兮,吊祖江之见刘。聘王母于银台兮,羞玉芝以疗饥。戴胜慭其既欢兮,又诮余之行迟。载太华之玉女兮,召洛浦之宓妃。咸姣丽以蛊媚兮,增嫮眼而蛾眉。舒妙婧之纤腰兮,扬杂错之袿徽。离朱唇而微笑兮,颜的砾以遗光。献环琨与玙缡兮,申厥好以玄黄。虽色艳而赂美兮,志浩荡而不嘉。双材悲于不纳兮,并咏诗而清歌。歌曰:“天地烟煴,百卉含葩。鸣鹤交颈,雎鸠相和。处子怀春,精魂回移。如何淑明,忘我实多。”
将答赋而不暇兮,爰整驾而亟行。瞻昆仑之巍巍兮,临萦河之洋洋。伏灵龟以负坻兮,亘螭龙之飞梁。登阆风之曾城兮,搆不死而为床。屑瑶蕊以为糇兮,斞(原字为“奭”+“斗”)白水以为浆。抨巫咸以占梦兮,乃贞吉之元符。滋令德于正中兮,合嘉禾以为敷。既垂颖而顾本兮,尔要思乎故居。安和静而随时兮,姑纯懿之所庐。
戒庶寮以夙会兮,佥恭职而并迓。丰隆軯其震霆兮,列缺晔其照夜。云师蘧以交集兮,涷雨沛其洒涂。轙雕舆而树葩兮,扰应龙以服辂。百神森其备从兮,屯骑罗而星布。振余袂而就车兮,修剑揭以低昂。冠咢咢其映盖兮,佩綝纚以辉煌。仆夫俨其正策兮,八乘摅而超骧。氛旄溶以天旋兮,蜺旌飘而飞扬。抚軨轵而还睨兮,心灼药其如汤。羡上都之赫戏兮,何迷故而不忘。左青雕以健芝兮,右素威以司钲。前长离使拂羽兮,委水衡乎玄冥。属箕伯以函风兮,澄淟涊而为清。曳云旗之离离兮,鸣玉鸾之嘤嘤。涉清霄而升遐兮,浮蔑蒙而上征。纷翼翼以徐戾兮,焱回回其扬灵。叫帝阍使辟扉兮,觌天皇于琼宫。聆《广乐》之九奏兮,展泄泄以肜肜。考理乱于律钧兮,意建始而思终。惟盘逸之无斁兮,惧乐往而哀来。素抚弦而余音兮,大容吟曰念哉。既防溢而静志兮,迨我暇以翱翔。出紫宫之肃肃兮,集太微之阆阆。命王良掌策驷兮,逾高阁之锵锵。建罔车之幕幕兮,猎青林之芒芒。弯威弧之拨剌兮,射嶓冢之封狼。观壁垒于北落兮,伐河鼓之磅硠。乘天潢之泛泛兮,浮云汉之汤汤。倚招摇、摄提以低回剹流兮,察二纪、五纬之绸缪遹皇。偃蹇夭矫娩以连卷兮,杂沓丛顇飒以方骧。戫汨飂泪沛以罔象兮,烂漫丽靡藐以迭逿。凌惊雷之砊磕兮,弄狂电之淫裔。逾厖澒于宕冥兮,贯倒景而高厉。廓荡荡其无涯兮,乃今穷乎天外。据开阳而頫盼兮,临旧乡之暗蔼。
悲离居之劳心兮,情悁悁而思归。魂眷眷而屡顾兮,马倚輈而徘徊。虽遨游以偷乐兮,岂愁慕之可怀?出阊阖兮降天涂,乘飙忽兮驰虚无。云霏霏兮绕余轮,风眇眇兮震余旟。缤联翩兮纷暗暧,倏眩眃兮反常闾。
收畴昔之逸豫兮,卷淫放之遐心。修初服之娑娑兮,长余佩之参参。文章焕以粲烂兮,美纷纭以从风。御六艺之珍驾兮,游道德之平林。结典籍而为罟兮,驱儒墨而为禽。玩阴阳之变化兮,咏《雅》《颂》之徽音。嘉曾氏之《归耕》兮,慕历陵之钦崟。共夙昔而不贰兮,固终始之所服也。夕惕若厉以省諐兮,惧余身之未勅也。苟中情之端直兮,莫吾知而不恧。墨无为以凝志兮,与仁义乎消摇。不出户而知天下兮,何必历远以劬劳!
系曰:
天长地久岁不留,俟河之清只怀忧。
愿得远度以自娱,上下无常穷六区。
超逾腾跃绝世俗,飘飖神举逞所欲。
天不可阶仙夫希,《柏舟》悄悄吝不飞。
松乔高跱孰能离,结精远游使心携。
回志朅来从玄諆,获我所求夫何思!
我所思兮在太山。
欲往从之梁父艰,侧身东望涕沾翰。
美人赠我金错刀,何以报之英琼瑶。
路远莫致倚逍遥,何为怀忧心烦劳。
我所思兮在桂林。
欲往从之湘水深,侧身南望涕沾襟。
美人赠我琴琅玕,何以报之双玉盘。
路远莫致倚惆怅,何为怀忧心烦伤。
我所思兮在汉阳。
欲往从之陇阪长,侧身西望涕沾裳。
美人赠我貂襜褕,何以报之明月珠。
路远莫致倚踟蹰,何为怀忧心烦纡。
我所思兮在雁门。
欲往从之雪雰雰,侧身北望涕沾巾。
美人赠我锦绣段,何以报之青玉案。
路远莫致倚增叹,何为怀忧心烦惋。
我所思兮在太山。
欲往从之梁父艰,侧身东望涕沾翰。
美人赠我金错刀,何以报之英琼瑶。
路远莫致倚逍遥,何为怀忧心烦劳。
我所思兮在桂林。
欲往从之湘水深,侧身南望涕沾襟。
美人赠我琴琅玕,何以报之双玉盘。
路远莫致倚惆怅,何为怀忧心烦伤。
我所思兮在汉阳。
欲往从之陇阪长,侧身西望涕沾裳。
美人赠我貂襜褕,何以报之明月珠。
路远莫致倚踟蹰,何为怀忧心烦纡。
我所思兮在雁门。
欲往从之雪雰雰,侧身北望涕沾巾。
美人赠我锦绣段,何以报之青玉案。
路远莫致倚增叹,何为怀忧心烦惋。