在距今1900多年前的东汉时期，中国科学史上曾升起过一颗璀璨的明星，他就是中国汉代著名的科学家、天文学家张衡。他的名字和他的浑天仪、地动仪一起载入了世界科技史册。
张衡，字平子，公元78年出生在河南南阳西鄂（今南召县南）一个大户人家。祖父张堪曾做过蜀郡太守，可惜到了张衡出世时，家道已经逐渐衰落。贫困艰辛的生活、翻云覆雨的世态，造就了张衡从容淡定而又勤奋刻苦、勇于探索的个性。少年时代的张衡非常喜爱读书，凡是能够到手的书籍，不论是经书，还是文史、自然科学，无不细细研读。其涉猎范围之广，理解程度之深，都远远超过周围的同龄人。老人们夸他“焉所不学，亦何不师”，意思是说“没有他不愿学的知识，也没有他不想请教的老师”。在学馆里，论年龄张衡最小，论成绩却数他最优秀。
除了读书，这个沉稳的孩子还有一个特殊的爱好——观察星空。每当夜幕降临、万籁俱寂之时，小张衡常坐在院里，痴痴地抬头仰望，一动不动。那广阔浩渺的天宇，那幽静神秘的夜色，特别是那些镶嵌在墨蓝色夜幕上，宝石般晶莹闪烁的星星，引起了孩子多少奇妙的遐想！说起来，小张衡心灵上的这扇窗户还是奶奶给打开的呢。在他很小的时候，他常像个小尾巴似的跟在奶奶身后，缠着奶奶讲故事。老人家见多识广，又十分喜爱这个聪明乖巧的孙儿，当然不会拒绝孩子的要求。每天吃罢夜饭，老人就抱着孙儿，坐在葡萄架下，给他讲起那永远也讲不厌的、老辈人传下来的故事。其中，小张衡最感兴趣的要数北斗七星和月亮的传说了。什么“天狗吃月亮”啦，什么“牛郎织女”啦，听得他连觉都不想睡。从奶奶那儿，小张衡学会了辨认北斗星，明白了世界上还有那样一片神奇的天宇，而且，为了奶奶永远回答不出的那些个“为什么”，他越发对那片浩渺的夜空心驰神往了。
一次，少年张衡偶然在一本书名为《鹖冠子》的书中发现了一首小诗：“斗柄指东，天下皆春；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指北，天下皆冬。”他不觉心中一动：小时候，奶奶讲北斗星的时候，光说凭着它可以辨认方向，并没有说起它和季节有关呀。而这首诗分明是在告诉人：北斗星既然能在不同的季节指着不同的方向，那它肯定是在不停地运转着！
这个发现使少年张衡兴奋极了。他马上找来几张纸，根据诗中描述的情形，分别画成4张图。从那天开始，只要是晴空，他夜夜都要拿着图站到院里，目不转睛地观测北斗星的运转情况。有时候望着望着，把什么都忘记了，直到东方泛出鱼肚白色，他才猛然发觉，已经站了整整一夜！就这样观察了一年，这个倔强的少年，终于弄清楚了“斗转星移”的道理。原来，北斗星是绕着一个中心转的，每年转一圈。正因为如此，我们四季见到的北斗星的位置才各不相同。接着，他又在书中查到这样一条资料：北斗星绕着转的那个中心，就是北极；北极上空有颗小星，叫做北极星；北斗和其他星都在绕着北极星转。而且，继续观察下去，张衡还发现：即使在同一季节中，北斗星的位置也不完全相同。比如，早春时节，北斗星的斗柄指向东北，而到晚春就指向东南了。
时光荏苒，在浩瀚的书海和有趣的观察实验之中，张衡不知不觉度过了他的少年时代。17岁的张衡，身材挺拔，面目清秀，加之满腹才学，俨然是一个风度翩翩的英俊才子，在四里八乡享有很高的声誉。县上的官员见他德才兼备，特别是写得一手好文章，便要举荐他做秀才。这在一般人看来，是求之不得的事，然而张衡的反应却十分冷淡。他不想踏入仕途，而是志在做学问。这个沉默寡言的年轻人，梦寐以求的是“读万卷书，行万里路”，增广见闻，扩大知识范围。所以，他毫不犹豫地拒绝了官员的好意，离开生活了十七年的故乡，踏上了外出游历的旅途。
公元111年，汉安帝向天下广招人才。在京城任职的鲍德再次向朝廷举荐张衡。张衡再三推辞，无奈他“通五经、贯六艺”的大名早已为安帝所知。安帝便亲自颁旨，任命张衡为太史令，主管天文历法，预报天象气候。张衡一来不好抗旨，二来考虑到这个职务还有利于自己继续钻研学问，于是便打点行装，到太史令府上任了。
当时，关于天体，人们还停留在初步认识的阶段，最流行的观点有二：持“盖天说”的人认为，大地是平的，天像一只巨大的碗，反扣在大地上面；而持“浑天说”的人却主张，大地就好比是蛋黄，天像蛋壳似的包在地的外面。张衡是坚定的“浑天说”派。为进一步证实自己的观点，他利用职务带来的得天独厚的研究条件，决定制造一个天体模型，把天地的构造以及日月星辰的运行情况，都用仪器显示出来，这样，就能直观而形象地说明那复杂的天文现象了。
然而，要把抽象的思维变成一个能看得见、摸得着的实物，谈何容易？不知度过了多少个不眠之夜，不知翻阅了多少书籍资料，一张精致的天球图终于被张衡绘制出来了。
一天深夜，张衡带着天球图轻轻地走到正在灵台（即天文台）观测天象的工作人员背后，把几个人吓了一跳：“咦，太史令怎么到这儿来了？”
“别慌，别慌，我是来和大伙儿商量一件事情的。”张衡一边说，一边打开手中的图纸，“你们看，这是我刚刚画好的天球图。我打算照这张图制作一个天体模型，好为浑天说作个证，要不，两派争论不休，谁也不服谁，对的东西，毕竟只有一个啊！”
张衡炯炯有神的目光扫了众人一眼，见大家都在聚精会神地听着，他便接着说：“可是，如果不准确地掌握日月星辰的运行情况，这个天体模型做出来也没有什么价值。往后我会天天来这里，和诸位一起观测，还请诸位多多帮忙。”
张衡的人品学识，早已博得大家的尊重，这番话，更说得众人怦然心动，他们马上就分工干了起来。他们在张衡的指导下，把天上的星星分成几个区，一颗一颗地数。那一份细致，那一份耐心，真无法用言语形容。就这样，他们硬是数出了2500颗星星，其中有名字的有320颗。这些星星的名字，有不少还是张衡给命名的呢。天文学发展到今天，已经证实人的肉眼能看见的、六等以上的星体约有2500至3000颗，而早在1900年前，张衡主持的天文台就已大体测出了这么多的星星。
在观测过程中，张衡对照实际，对天球图做了反复的修改，直到认为准确无误了，这才动手设计制造天体模型。张衡没日没夜地设计、制作、实验、改进。功夫不负苦心人，天体模型终于制造出来了：那是一个铜铸的球体，装在一个倾斜的轴上，可以旋转，样子和今天的地球仪大致相仿。铜球的周长1丈4尺6寸1分（合4.87米），直径4尺6寸5分（合1.55米），球面上刻着南北两极、经度纬度、赤道黄道及日月星辰，还有一个表示地平线的环。如果把铜球由西向东拨一下，刻在上面的星辰便从东方升起，又从西边落下，和实际情形相差无几。这个天体模型，被张衡命名为“浑天仪”。它是世界上第一台能够比较准确地反映天象的仪器。
张衡叫人把浑天仪安装在灵台的一间房屋里，又在屋顶安放了一只特大的漏壶（古代计时的工具）。这漏壶的壶嘴，是一条精雕细刻的玉龙，龙嘴里不断往外喷水，水冲动水轮，水轮带动齿轮，齿轮又连着浑天仪上的铜轴，这样，浑天仪就可以自动旋转了。由于水流量计算得非常精确，所以浑天仪正好一昼夜转一圈。浑天仪的发明，不仅相当准确地反映了天象，使坚持“盖天说”的人改变了主张，心悦诚服，而且震动了整个学术界，被誉为“学术上罕见的奇迹”。
公元132年，张衡54岁的时候，造成了世界上第一台能测报地震的地动仪。据《后汉书·张衡列传》记载，它“以精铜铸成，员径八尺，合盖隆起，形似酒樽，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之，其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振龙机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉之。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未有之也。”
公元138年的一天，灵台的值班员忽闻地动仪“当”地响了一声，忙跑过去一看，原来是西北方向的那条龙头吐出铜丸，落在蟾蜍口中。他不敢怠慢，赶紧向新任太史令报告，却遭到一顿斥责。两三天过去，并无地震动静，他也就把这事淡忘了。谁知，又过了几天，就在新任太史令还在向人大肆挖苦张衡和他的地动仪时，信使飞马赶到朝廷，报告说陇西地区前几日发生强烈地震。陇西正好位于洛阳西北，相距千余里，地动仪能精确灵敏地预报那里的地震，真令人不得不叹服。
为科学事业奋斗终生的张衡，晚年心力交瘁，体弱多病。公元139年，这位人类史上杰出的科学家终于永远离开了他魂萦梦绕的事业，终年62岁。
“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。”这是我国著名的文学家、历史学家郭沫若对张衡的评价。拥有一技之长而又全面发展，这样的人才正是时代所需要的。
