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中國天文學(xué)發(fā)展的歷史是悠久的。到漢代已有蓋天、宣夜和渾天等學(xué)派。蓋天說認(rèn)為，天如蓋，蓋心是北極，天蓋左旋，日月星辰右轉(zhuǎn)。宣夜說認(rèn)為天無定形，日月星辰“自然浮生虛空之中”，并不附著于“天體”之上。渾天說認(rèn)為天如蛋殼，地如蛋黃，天地乘氣而立，載水而行。

宣夜說后來不幸失傳了，蓋天、渾天兩說并行，競相爭鳴，比較科學(xué)的渾天說漸占上風(fēng)。同時(shí)，觀測天象的儀器也不斷出現(xiàn)，如武帝時(shí)洛下閎制造了渾天儀，宣帝時(shí)耿壽昌又造了渾天儀，和帝時(shí)崔瑗的老師賈逵更制造了黃道銅儀。[1]

張衡繼承和發(fā)展了前人的成果。任太史令后，他更加勤奮地“研核陰陽”，終于“妙盡璇璣之正”。元初四年（公元117年），一件成就的銅鑄渾天儀，被張衡造了出來。渾天儀主體是幾層均可運(yùn)轉(zhuǎn)的圓圈，外層周長一丈四尺六寸。各層分別刻著內(nèi)、外規(guī)，南、北極、黃、赤道，二十四節(jié)氣，二十八列宿，還有“中”、“外”星辰和日、月、五緯等等天象。儀上附著兩個(gè)漏壺，壺底有孔，滴水推動(dòng)圓圈，圓圈按著刻度慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)。于是乎各種天文現(xiàn)象便赫然展現(xiàn)在人們眼前。這件儀器被安放在靈臺大殿的密室之中。夜里，室內(nèi)人員把某時(shí)某刻出現(xiàn)的天象及時(shí)報(bào)告給靈臺上的觀天人員，結(jié)果是儀器上、天上所現(xiàn)完全相符。

張衡為人正直，知識淵博。他當(dāng)過太史令、郎中、尚書侍郎等官職，在皇宮里工作過，但受人排擠，郁郁不得志。 張衡在科學(xué)上的另一大貢獻(xiàn)是在公元117年制成了渾天儀。這是一種觀測天象的天文儀器。什么是“渾天”呢？原來，在那時(shí)候，人們以為大地是平的（一說像覆著的盤），天像一只巨大的碗反扣在大地上面，這叫“蓋天說”。張衡根據(jù)自己對天文學(xué)的研究，認(rèn)為地好像蛋黃，天好像蛋殼，包在地的外面，叫作“渾天說”。渾天說比蓋天說進(jìn)步多了。渾天儀是用銅做的，內(nèi)有幾層圓圈可以轉(zhuǎn)動(dòng)，上面刻著日、月和各種星辰。這個(gè)大銅球可用水力使它慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一周的速度跟地球自轉(zhuǎn)一周的速度一樣。人們從渾天儀上可以看出星辰日月是怎樣運(yùn)動(dòng)。這在當(dāng)時(shí)，是天文學(xué)上的一大創(chuàng)造。
















豐富的游學(xué)經(jīng)歷 公元95年，18歲的張衡，來到了繁華的洛陽城。張衡在游學(xué)長安、洛陽期間，為了增長科學(xué)文化知識，他不辭辛苦，求師訪友，結(jié)識了許多著名學(xué)者和青年：有擅長辭賦文學(xué)、彈琴吹笛的音樂家馬融；有謙虛勤樸、名聞當(dāng)世的賢士竇章；有學(xué)識淵博、潛研時(shí)務(wù)、著有30多篇政論名著的王符；有學(xué)習(xí)過天文、數(shù)學(xué)、歷數(shù)等學(xué)問、豪俠英俊的青年崔瑗……這些有為青年對張衡都有著很好的影響和幫助。特別是崔瑗，他與張衡的友情較深，經(jīng)常在一起研究問題，交換心得。后來張衡進(jìn)一步研究天文、理等科學(xué)，也是受了崔瑗的很大影響。 張衡不停地走，不停地看，不停地積累，他的知識越來越豐富，志趣也越來越高漲，5年來的游學(xué)生活使這個(gè)少年才子終于找到了人生的方向