中国古代伟大的发明家—张衡

　　我们中国古代伟大的发明家——张衡

　　张衡是我们古代的一位多产的科学家和艺术家，还有文学著作家等等。他的很多发明甚至对于我们当今的时代的一些应用还有很大的影响。

　　张衡在创作了浑天仪后曾经写了一篇文章，但是全文已经被丢失，现如今我们只能在梁代刘昭注《后汉书·律历志》里看到大段引述。刘昭注中把这段文字称作为《张衡浑仪》。

　　古代的仪器的定名并不严格。虽然后世将“浑仪”一词专指观测仪器，但是在隋、唐以前，“浑仪”也用于表演仪器。刘昭所引此文和前面提的《张衡漏水转浑天仪制》究竟是不是同一篇文章也没有具体的文史可以考证，不过从二者之间的标题文字相差特别大来说这两篇文章就是不同的也无所厚非。不过近人已有证明，它应该是张衡的原著。

　　刘昭所引的这一段文字大约有三个内容。第一部分讲浑天学说和浑天仪中天极、赤道和黄道三者相互关系及彼此之间相差别的度数。第二部分讲黄赤道差的求法和这种差数之间的变化规律。这是这一篇残文中的描写的最详实的部分。第三部分讲黄道二十八宿距度以及冬至、夏至点的黄道位置。

　　我们仔细研究这篇残文从而可以推算出两点重要信息。

　　首先是文中介绍了在天球仪上直接比量以求取黄道度数的办法：用一根竹篾，穿在天球两极，篾的长度正与天球半圆周相等。将竹篾从冬至点开始，沿赤道一度一度移动过去，读取竹篾中线所截的黄道度数，将此数与相应的赤道度数相减，即得该赤道度数(或黄道度数)下的黄赤道差。我们从这种比量的方法可以推算出中国古代不像古希腊那样有黄经圈概念。中国古代的黄道度数实际是以赤经圈为标准，截取黄道上的弧段而得。

　　这种以赤极为基本点所求得的黄经度数，今人名之为“伪黄经”、“极黄经”(实际当名为“赤极黄经”)等等。对于像太阳这样在黄道上运动的天体，其伪黄经度数和真正的黄经度数是相等的。而对黄道之外的天体，则二者是有区别的(当然，除了正好在二至圈——过冬、夏至点及赤极、黄极的大圆——上的点之外)，距黄道越远，差别越大。

　　第二点就是张衡在文中讲出了黄赤道差的变化规律，张衡将赤道均分为24等分，用上述方法求取每一分段相当的黄道度数。此度数与相应赤道度数的差即所谓黄赤道差。这是中国古代所求得的第一个黄赤道差规律。黄赤道差后来在中国历法计算中起了很重要的作用，作为首创者的张衡其贡献也是不可磨灭的。

　　除了刘昭所引的这段文字之外，晋、隋两《书》的“天文志”里所引述的葛洪的话中引述了一段题为《浑天仪注》的文字；在唐代《开元占经》第一卷里编有一段题为《张衡浑仪注》和一段题为《张衡浑仪图注》的文字。把这3段文字和刘昭所引的《浑仪》一文相比较后可以知道，葛洪所引的《浑天仪注》这段文字不见于刘昭所引，而见于《张衡浑仪注》中。《张衡浑仪注》的剩余部分和《张衡浑仪图注》即是刘昭所引文字的分割，但又有所增删。除此之外，在《开元占经》卷二十六“填星占”中还有3小段题为《浑仪》的文字；卷六十五的“天市垣占”下小注中有题为《张衡浑仪》的文字一句。这4段文字也不见于刘昭所引。综上所述我们可以得出两点结论：第一，刘昭所引只是张衡《浑仪》一文的节选，张衡原文的内容更为丰富一些，但是具体丰富内容我们无从知晓。而且自《隋书· 经籍志》以来的目录著作中，对《浑仪》(或《浑天仪》)一文从来只标注为“一卷”。

　　第二，张衡《浑仪》一文确曾被人作过注而且还补过图注。注和图注应该不是一人所注，也不为张衡本人所加，否则就不会有单独的《浑仪》一文的存在了。

　　这几段与《浑仪》相关的文字中，当代研究家最关心的是葛洪所引的《浑天仪注》是否是张衡原作的问题。因为这一段文字素来被现代研究家视作中国古代浑天说的代表作，甚至视其地位犹在《灵宪》之上。过去人们当然把它看作是张衡的作品。但到70年代末，有人对此提出了全盘的否定。认为所有冠以或不冠以张衡之名的《浑仪》、《浑仪注》、《浑仪图注》、《浑天仪注》等等都是后人的作品。嗣后，又有人对之作了全面的辩驳，维护了传统的观点。这一段争论前后历时长达12年。现在看来，全面否定张衡有《浑天仪》一文传世的论点已基本失败，即至少可以肯定，刘昭所引的《浑仪》一文是张衡原作。但否定者仍有其历史贡献，他启发人们去注意古代文献流传中的复杂情况。比如过去人们并未认识到《浑仪》一文还有行星和恒星等方面的内容。同时也仍然还有理由可以对葛洪所引《浑天仪注》一段是否是张衡原注保持有一定的怀疑成分。因为第一，这一段名之为“注”，而在古代文献中，加不加“注”字是有本质差别的。不加“注”字的是指原文，加“注”字的就有注文。既然有不加注字的《浑天仪》，则加“注”字的《浑天仪注》就不只是《浑天仪》原文，而且还有注文。第二，《浑天仪注》的思想就其正确的方漂浮于水面，正居在天的中央、而远远离上天的陆地的话，那么这与《浑天仪注》所说的“地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天之包地犹壳之裹黄。天地各乘气而立，载水而浮”等这段话并没有多少出入之处。相反来说《浑天仪注》中认为“北极……出地上三十六度”，这段话对于注重实际观测的张衡来说有些差距较远。

　　张衡的诞生地南阳，长期当太史令的地点洛阳都不会有北极出地三十六度的现象，因此根据他曾到过全国很多地方的经历来看，张衡似乎也不应该有北极出地为固定值的想法。这也许正是他在《灵宪》一文中没有提到北极出地数值的原因。借鉴与此，我们宁愿把《浑天仪注》的作者问题作为有待考证的部分，我们期望后代人可以有所相应的可以经得起考究的发现。