中国历史故事：科学家张衡的故事思维导图

张衡是东汉时候杰出的科学家。他从小就爱想问题，对周围的事物，总要寻根究底，弄个水落石出。

在一个夏天的晚上，张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空，还不时举手指指划划，认真地数星星。

张衡对爷爷说："我数的时间久了，看见有的星星位置移动了，原来在天空的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们不是在跑动吗？"

爷爷说道："星星确实是会移动的。你要认识星星，先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像烫衣服的熨斗，很容易找到……"

"噢！我找到了！"小张衡很兴奋又问："那么，它是怎样移动的呢？"

爷爷想了想说："大约到半夜，它就移到地平线上，到天快亮的时候，这北斗就翻了一个身，倒挂在天空……"

这天晚上，张衡一直睡不着，多次起来看北斗。夜深人静，当他看到那闪烁而明亮的北斗星时，果然倒挂着，他感到多么高兴啊！他想：这北斗为什么会这样转来转去，是什么原因呢？天一亮，他便赶去问爷爷，谁知爷爷也讲不清楚。于是，他带着这个问题，读天文书去了。

后来，张衡长大了，皇帝得知他文才出众，把张衡召到京城洛阳担任太史令，主要是掌管天文历法的事情。

为了探明自然界的奥秘，年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。他想，如果能制造出一种仪器，能够上观天，下察地，预报自然界将要发生的情况，这对人们预防灾害，揭穿那些荒诞的迷信鬼话，该是多么好啊！

于是，张衡把从书本中和观察到的材料，进行分析研究，开始了试制"观天察地"仪器的工作。他把研究的心得先写成一本书，叫做《灵宪》。在这本书里，他告诉人们：天是球型的，像个鸡蛋，天就像鸡蛋壳，包在地的外面，地就像蛋黄，就叫做"浑天说"。

接着，张衡根据这种"浑天说"的理论，开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏，熬过多少个不眠之夜，一个当时世界上最先进的天文仪器－－浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪，它装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上，可以准确地看到太空中的星象。张衡说："天上的星星，能见的共有二千五百颗，但我们经常能看到的却只有一百二十颗。"

后来，张衡经过努力钻研，又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器－－地动仪。这个地动仪也是钢铸造的，形状像个酒坛子，四周铸着八条龙，每条龙口里含着一个小铜球。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来，就预示着那个方向发生地震了。测试非常灵验，没有一次不准。

张衡七岁时就对机械充满了兴趣。看到田里的水车，他特别好奇。水车是怎么把水送上来的呢？那么大的轮子是怎么转动起来的？他为了看懂水车的工作原理，每天都要到田边坐很久，常常忘记了吃饭时间，周围人都觉得这个孩子很怪。

张衡简直对水车着了魔，每天写完字看完书后，就用个小树枝在地上划来划去，可是他怎么也研究不出来水车的具体工作原理。父亲看见张衡对水车这么着迷，没有像其他人那样埋怨孩子，而是觉得张衡很好学，是个可塑之才。于是父亲就走访四处，打算购来一个旧的水车，让张衡好好研究。

功夫不负有心人，几天之后，张衡父亲从隔壁村子买来一个废弃的水车，虽然已经破败不堪，但张衡看见父亲用车把水车推进家时，高兴地啊的一声就扑到父亲怀里。有了水车的张衡，再也不用远远地跑到田里，每天在家里就可以研究自己心爱的水车，他晚上睡觉都恨不得搂着大大的水车睡觉。

终于在八岁那年，张衡依靠自己长期的观察，用一把小刀，削出来一个小小的水车，有半人那么高。麻雀虽小，五脏俱全，这和真正水车的构造一模一样。张衡把他放到水盆里，手搅动起来，水真的哗哗地就引了上来。

从此，张衡小发明家的美名就传遍了四乡八邻。

张衡年轻的时候就对自然科学, 尤其是天文学感兴趣. 他淡薄名利, 曾经两次辞去官职, 用三年的时间研究哲学、数学、天文, 积累了大量的知识, 并开始著书立说。

在距今两千多年的汉代, 中国关于宇宙结构的理论就非常丰富, 当时主要有三个学派, 即盖天说, 浑天论和宣夜说, 张衡就是浑天说的代表人物. 他认为天就象一个鸡蛋, 地好比鸡蛋黄, 天大地小, 天地各乘气而立, 载水而浮. 这个理论在当时是很进步的. 另外, 张衡关于天、地起源和演化的回答也是具有辩证思想的, 他认为, 天地没有分开之前, 混混沌沌, 分开以后, 轻者上升为天, 重者凝结为地. 天为阳气, 地为阴气, 二气互相作用, 创造万物. 张衡还用距离的变化来解释行星运行的快慢. 近代科学证明, 行星运动的快慢是和它同太阳距离的近远相关的. 可见张衡的解释有合理的因素.。

张衡不但注重理论研究, 而且注重实践, 他曾亲自设计了漏水转浑天仪、候风地动仪. 候风地动仪是世界上第一架测验地震的仪器, 公元138 年, 张衡用它成功地记录了在陕西发生的一次地震. 浑天仪相当于现在的地球仪, 它原是另外的一位科学家发明的, 张衡作了一些改进, 他用齿轮系统把浑象----类似现在天球仪和计时漏壶联系起来, 漏壶滴水推动浑象均匀地旋转, 一天刚转好一周, 这样, 人在屋子里看浑象, 就可以知道什么时间哪颗星在什么位置上。

张衡还对许多具体的天象做了观察和分析. 他统计出中国中原地区能看到的星数大约有2,500 颗, 他基本上掌握了月食的原理. 张衡测出太阳和月亮的角直径也是相当准确的. 张衡认为, 早晚和中午的太阳, 其大小是一样的, 看起来早晚大, 中午小, 只是一种光学作用. 早晚观测者所处的环境比较暗, 从暗处看明处就显得大, 中午时天地同明, 看天上的太阳就显得小. 好比一团火, 夜里看就大, 白天看就小. 张衡的这种解释, 尽管不很全面, 但是有一定的道理。

张衡不仅是天文学家, 他还是东汉时期有名的文学家, 他的绘画也相当出色,被列为当时的六大名画家之一. 据中国的史书记载, 张衡一生共留下科学、哲学、文学方面的著作三十二篇, 其中表明了张衡的为人和治学态度, 而则是人类到星际旅行的畅想曲, 是中国早期的科学幻想文章. 另外，、被称为张衡的代表作, 一直流传至今. 在这两篇作品中,张衡细致地描写了东京、西京的景致( 东京, 指现在陕西省的西安; 西京指现在河南省的洛阳), 娓娓地叙述了这里的风俗民情, 手法浪漫夸张, 其中叙述各种民间技艺的表演, 是极其珍贵的中国古代杂技艺术史料。