
张衡(78年-139年),字平子,南阳西鄂县人,东汉时期杰出的文学家、发明家、天文学家、数学家、画家、地理学家、政治家,今人尊称为“科圣”。其出身南阳豪门,早年游学三辅,后入洛阳太学学习。先后任职郎中、太史令、侍中等职。发明地动仪、浑天仪、记里鼓车、指南车、瑞轮蓂荚、独飞木雕等。此外还有天文学著作《灵宪》和数学著作《算罔论》。还著有《二京赋》《思玄赋》《归田赋》,俱为汉赋精品,张衡也因此被视为“汉赋四大家”之一。


张衡复职太史令后,他人生中最重要的发明地动仪,于这一时期诞生了。起初很多学者,对他的发明颇多怀疑,直到其成功探测陇西大地震的方位,所有人才心悦诚服。
自此以后,朝廷史官开始依靠地动仪来记录地震方位,可见其诞生之后,绝非摆设。今人有哗众取宠者,质疑地动仪成功探测地震为巧合,发明之后便成了灵台之中的摆设,显然是没有仔细翻阅史书。
可惜的是,地动仪原件已毁,图纸、模型都没有流传下来,史书上只有寥寥数行字的描述。但记录的史家本身不懂技术,对于地动仪的工作原理一窍不通,根本讲不清它的技术细节。
如今我们在教科书中看到的地动仪,是根据著名科技史专家王振铎的复原研究制作而成的。按照王振铎的考证,地动仪的核心结构“都柱”,类似于倒置酒瓶的圆柱体,控制龙口的机关位于都柱周围。然而这件复原作品灵敏度较差,根本不可能拿来测报遥远地区的地震。甚至有中科院院士直言:“在房梁上吊块肉,效果也强于那个仪器。”

▲王氏地动仪的“直立杆原理”动图(图|工业光线)
更多的质疑声音,随后潮涌而来。有位叫雷立柏的外国学者,话说得更难听,明说中国人对地动仪有一种宗教式的崇拜。在他看来,地动仪既然已经失传,就说明这玩意完全没有实用性。时至今日,互联网上也不时冒出“地动仪已被移出教科书”的谣言。
但实际上,早在2005年,河南博物院和中国地震台网中心组成的课题组,就已经复原出了新版本的地动仪模型。新模型采用“悬垂摆原理”,取代王振铎的“直立杆原理”,已真正具有验震功能,得到了大量地震专家的肯定。

▲新版本地动仪的“悬垂摆原理”动图(图|工业光线)
所以,无论从史料记载出发,还是从最新复原来看,地动仪的科学性和实用性都是足够的。张衡发明地动仪的伟大贡献,不可磨灭。
的确,张衡并不相信类如“天人感应”这种玄怪之事。东汉时期,图谶这类把戏极为流行。所谓图谶,就是宣扬预言的神秘文字,传说这些预言预兆乃上天下示,将来定会应验。两汉之交,天下曾流传“刘秀当为天子”的谶言,光武帝刘秀最终能够登上帝位、再造大汉,与世人多相信这条谶言不无关系。

▲阎立本历代帝王图卷之二汉光武帝刘秀画像(图|网络)
图谶对光武帝的统治多有助力,因此东汉历代皇帝都对此十分热衷。所谓上有所好、下必甚焉,全国许多儒家学者便开始争相研究图谶,学术圈内一片乌烟瘴气。
张衡具有理性思辨的精神,详细研究了许多流行的谶言,发现这些谶言往往相互矛盾,研究解释的学者完全不能自圆其说,自然觉得都是欺世盗名之徒的无稽之谈。他还曾经上书汉顺帝,建议朝廷应该收缴图谶、一律禁绝。
他驳斥图谶的理由十分有力:陛下当年为奸人诬陷,被废除太子之位,后来又成功继位,恢复大统,怎么这些图谶就预料不到呢?

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不过,汉顺帝显然并没有采纳张衡的建议。正是因为这次上书,他被部分现代史家赞为“反谶纬的思想家”,好像浑身都是理性进步的正能量。其实张衡虽然自己不信这些玄学,却很懂得利用玄学的力量。
汉顺帝依靠宦官集团上位,因此十分宠信宦官,甚至特许宦官收养别人的孩子作为后人,还允许宦官的养子继承他们的封爵。宦官把持朝政、任人唯亲,还控制了朝廷精锐部队羽林军,连皇帝的安保工作也掌握在他们手中。明眼人都看得出来,朝堂腐败、政事糜烂,与宦官弄权脱不了干系。
张衡虽然擅长的领域在学术,平日很少掺和朝堂斗争,但眼见宦官弄权、皇帝尚未能醒悟,也免不了满腔义愤。汉顺帝一朝,自然灾害层出不穷。有一场京师大地震,导致黎民屋舍崩坏,死伤狼藉,张衡便抓住时机,向皇帝上书谏言。
在这篇上书中,张衡说道:
而阴阳未和,灾眚屡见,神明幽远,宜鉴在兹。福仁祸淫,景响而应,因德降休,乘失致咎,天道虽远,吉凶可见……
——《后汉书·张衡传》
意思是说:现在灾异频发,还是神明在示警陛下。发地震之类征兆,显示陛下的权威在下移,有臣子在扰乱朝纲。
张衡上书劝谏的说辞,实际上还是时人相信的“天人感应”那一套。他利用天降震灾做幌子,矛头直接指向整个宦官集团。
汉顺帝本来是个迷信的皇帝,再加上连博学睿智的张衡都这么说,他不可能不当回事。后来汉顺帝着意培养梁皇后家族的势力,希望用外戚势力去制衡宦官,说明他还是把张衡的话听进去了。此后不久,张衡加官侍中,可以出入宫廷,与皇帝一起探讨朝政。

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只不过这样一来,张衡就把整个宦官集团给得罪了。宦官们对张衡恨得咬牙切齿,只不过张衡已成为皇帝跟前红人,且又没有太多把柄可抓,一时半会也不知该如何对付。
有一回,汉顺帝忽然问张衡,朝中官员中谁最可恨。在场宦官都担心张衡会提到自己,纷纷对张衡侧目而视。张衡智商很高,眼见情势不对,肯定不敢当面点破。他只得赶忙打个哈哈,用一番无实质信息的妙语先搪塞过去。
可是即便这样,宦官集团依然对张衡大不放心。他们始终担心张衡出入宫廷,跟皇帝走得太近,早晚会成为祸患。于是宦官们在汉顺帝面前极力诋毁张衡。原本一个沉醉于搞发明的大专家,现在竟成了这帮玩弄权术的宦官的眼中钉、肉中刺。

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张衡当上侍中这个职位,本来想着要恪尽职守,结果慑于宦官的谗言,终不敢畅所欲言,心里边别提有多憋屈难受了。他只得将满腹牢骚化作文字,又写下他继《二京赋》之后,又一篇代表赋作《思玄赋》。
在《思玄赋》中,张衡主要说明了“吉凶相倚、幽微难明”的道理。他既害怕谗言中伤,使他罹祸,又不愿自甘堕落,随波逐流。在赋作的结尾,他心里已经有了答案,潜心学问才是他最佳的选择。
只不过,他既然涉足了政治的漩涡,又哪里那么简单就脱身事外。

汉顺帝永和元年(136),已经五十九岁的张衡,被外放地方,担任河间国的国相。河间国为汉章帝第六子刘炟的封地,此时在位的河间王正是刘炟的长子刘政。东汉时诸侯王封国已与一郡大小无异,因此张衡任职的这个国相,地位等同于一郡太守。
张衡被调任地方,也是朝堂各方势力博弈的结果。他远离皇帝,宦官集团放心了;他主理河间政务,真刀真枪地在地方上历练,原本就很器重他的汉顺帝,想必也很满意。
唯独只有张衡本人,没人关心他到底乐意不乐意。他原本只想专注学问,结果阴差阳错变成了一方父母官。最麻烦的是,他接手的还是一个烫手的山芋。
东汉时期,没有了汉武帝这样雄才大略的皇帝压制,地方豪强势力进一步壮大崛起。他们不尊法度,横行乡里、鱼肉百姓,已经成为东汉社会治理的难题。而河间国这个地方,连藩王刘政本人都带头骄奢淫逸,违法乱纪,底下这些豪强自然有样学样,就更加无法无天起来。

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张衡自己虽然也出身豪门,但立场向来是站在普通百姓一方。他到任河间,最初豪强们也没把他放在眼里。没想到张衡一改往日儒雅的学者形象,瞬间化身为雷厉风行的政治家,动用霹雳手段,大力整顿河间。他向河间百姓申明制度,四处明察暗访,掌握了豪强们许多违法的罪证。随后他展开收网行动,将一帮奸党缉拿归案。
这一下震惊整个河间,藩国内上下肃然,风气大好,老百姓对张衡交口称赞,自然把他当作青天。然而抓豪强奸党,就犹如打地鼠一般,一帮奸党被抓起来了,另一帮奸党又冒出来了,奸党源源不断,豪强生生不息。
张衡对此很清醒,明白朝廷宦官当道,地方豪强肆虐,冰冻三尺非一日之寒。这些问题积弊日深,绝不是他在河间这一地搞几年扫黑除恶,就能全部解决的。他在任时尚且除不尽跋扈的豪强,等他一被调任,怕是要人亡政息,恶势力全部卷土重来。
他虽然在尽职尽力地工作,但应该对这份工作的长久意义,始终保持怀疑。在世人看来复杂难懂的天文与机械,在他眼中反倒充满了和谐与稳定。不同的是,政治关乎人心,而这个世界上,再没有比人心更为复杂的了。所以政治不会是精确的科学,而更像是不确定的玄学。张衡偏偏不信玄学,只爱科学。
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在河间相国任上的第三年,他终于累了,也厌倦了。他向汉顺帝上书请求退休,与此同时,还写下最后一篇代表赋作《归田赋》。全文短小流畅、节奏明快、情感真挚,一反此前大赋的词藻堆砌、华而不实的风格,开后世抒情小赋之先河。
该作描绘的是田园山水的清新景色,表达的是离开污浊社会的归隐之念。最末一句文字,点透了他此时淡泊超脱的思想:
苟纵心于物外,安知荣辱之所如。
——《归田赋》
意思是:只要我置身世人之外,哪管什么荣辱之所在。不难想象,主政河间这三年,张衡该有多么操劳、多么心累。
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2019年时,日本德仁天皇继位,改年号为“令和”。日本的学者宣称,这个年号出自日本古籍《万叶集》中的一句诗“于是初春令月,气淑风和”。但其实这句诗明显化用了张衡《归田赋》中的“于是仲春令月,时和气清”。换言之,“令和”年号,实际上典出《归田赋》。
汉顺帝看完张衡的上书,明白他在河间的不易。不过他没有让张衡退休,而是将他从地方调回朝廷,任命为尚书,继续回到中央尚书台工作。
然而此时张衡年老体衰,老弱的病躯已经容不得他继续为大汉发光发热了。永和四年(139),张衡因病去世,享年六十二岁,一代科学与文艺的巨擘就此陨落。
欧洲文艺复兴时期的达芬奇,既是画家、雕刻家,又是科学家和工程师。他在绘画、建筑、军事工程、生物学、物理学、天文学、地质学等诸多领域,都有诸多突出贡献。作为世界历史上少见的全才,达芬奇被誉为“文艺复兴时期最完美的代表”。
相比于达芬奇,张衡的博学也不遑多让。他的成就,远远不止前文提及的辞赋创作、天文发现、机械发明。
在数学领域,张衡研究过球的体积问题,同时他也是中国第一个求得圆周率的人;在史学方面,他发现了司马迁和班固所记史实,有多处与典籍不符;在地理学方面,他绘制过一幅全国地形图,上面标明了全国山川形势;此外,他还是汉代一流的画家,他想象力丰富,喜欢画一些超现实主义的鬼魅,只可惜这些画作今已不存。
达芬奇当年曾为臭名昭著的波吉亚教皇家族工作,替该家族设计制造攻城杀人的军事机械,在儒家观点看来,难免道德有亏。
而张衡始终洁身自好、为人正直,在朝廷时不依附弄权的宦官,去地方主政时积极打击地方豪强。可以说,张衡不仅是文理兼修的博学智者,也是历史上才德兼备的道德典范。
▲张衡立体浮雕(图|网络)
可吊诡的是,达芬奇死后的欧洲,科技蓬勃发展、工业突飞猛进,最终仗着船坚炮利征服四海,制霸全球;而张衡死后的中国,此后一千多年内,科技始终龟速发展,以致清末受列强欺凌宰割,几乎亡国灭种。
这或许,才是真正值得我们思考的问题。
三国时代的某一天,魏明帝的朝堂之上,发生了一场激烈的争论。争论的一方,是以高堂隆、秦朗为代表的朝廷高官;而另一方,则是三国时著名的技术天才马钧。
他们争论的焦点是,古籍上记载的指南车,到底是否存在。高堂隆等人认为,指南车乃是上古传说,文献不足为凭,真实实物,在历史上可能并不存在。而马钧则认为,指南车应该真实存在过,只不过现在的人不肯认真钻研,所以搞不懂它的原理罢了。
双方越争越激动,谁也说服不了谁,只得闹到了魏明帝跟前。魏明帝对这个问题也非常感兴趣,便下令让马钧自行试制。
马钧手头既没有资料,也没有模型,经过一段时间的钻研,终于利用差速齿轮的原理,制成了指南车。无论车身转向何方,车上的木人始终指向南方。三国时代正是战争频繁的时代,这项发明要是用在烟雾弥漫的战场,自然大有可为。
▲浙江测绘与地理信息科技博物馆内的指南车(图|余杭发布)
看到这里,你可能会觉得奇怪:指南车不是已经被张衡发明出来了吗?怎么又重新发明一遍?
原因也很简单:失传了。
张衡发明的指南车,已经在汉末的动荡中失传,原件、模型、技术细节,所有关于指南车的资料都消失不见。这距离张衡去世,也仅仅才过去七十多年。实际上,像指南车这样的机械,在历史上多次被重复发明,然后又多次失传。
至于为什么会失传,表面上的原因是社会崩溃导致的战乱。而更深层次的原因在于,古代的读书人、知识分子,大多只对政治或伦理的抽象的“道”感兴趣,而对技术层面的“器”缺乏兴趣与基本的尊重。在他们看来,这些不过是奇技淫巧,乃匠人所为,非士人应该钻研的。从这个角度讲,张衡实在是中国传统社会中的一个异数。
对技术和发明感兴趣的人少了,一旦遭遇战乱,人口凋亡、文献焚毁,原先再领先再了不起的研究发明,也必然会失传。张衡许多研究成果的命运,大抵就是如此。
▲浙江测绘与地理信息科技博物馆内的记里鼓车(图|余杭发布)
他写的数学著作《算罔论》,失传了,里面到底还有哪些不为人知的数学发现,今天我们已经不得而知。
他发明的独飞木雕,也失传了,据说其动力源来自内部,那究竟内部是什么结构,我们依然不得而知。
他精心制作的星表,记载了多达三千颗恒星,可惜还是失传了,后来晋代人制作的星表仅剩恒星一千四百多颗,晋朝的天文学反倒来了个大倒退。
至于张衡最厉害的发明地动仪,汉朝以后完全失传。
今天,张衡被当做古代杰出科学家的典范,而为中国人熟知。考虑到中国自古人口基数大,所以历史上像张衡这样文理兼修的通才奇才,虽然史料多有遗漏,定然也不会少。
但张衡以及更多类似张衡的奇人,他们的发明发现大多湮没于世,对中国乃至世界来说,都是无法弥补的遗憾。