東漢時期的張衡不僅是古代為數不多的數學家，還是一位偉大的天文學家。
張衡出生在位於中國中原地區的河南省南陽縣. 他年少時好學，善於寫作在十七歲的時候，他離開家鄉，來到長安，也就是後來成為中國歷史上許多朝代首都的西安. 張衡在這裏考察歷史古蹟，調查民情風俗和社會經濟情況. 後來年輕有為的張衡被當時的朝廷選中，幾次請他做官，張衡在當時的首都洛陽，擔任太史令，後又做過侍中、河間相等官。
張衡年輕的時候就對自然科學，尤其是天文學感興趣. 他淡薄名利，曾經兩次辭去官職，用三年的時間研究哲學、數學、天文，積累了大量的知識，並開始著書立説。
在距今兩千多年的漢代，中國關於宇宙結構的理論就非常豐富，當時主要有三個學派，即蓋天説，渾天論和宣夜説，張衡就是渾天説的代表人物. 他認為天就象一個雞蛋，地好比雞蛋黃，天大地小，天地各乘氣而立，載水而浮. 這個理論在當時是很進步的. 另外，張衡關於天、地起源和演化的回答也是具有辯證思想的，他認為，天地沒有分開之前，混混沌沌，分開以後，輕者上升為天，重者凝結為地. 天為陽氣，地為陰氣，二氣互相作用，創造萬物. 張衡還用距離的變化來解釋行星運行的快慢. 近代科學證明，行星運動的快慢是和它同太陽距離的近遠相關的. 可見張衡的解釋有合理的因素.。
張衡不但注重理論研究，而且注重實踐，他曾親自設計了漏水轉渾天儀、候風地動儀. 候風地動儀是世界上第一架測驗地震的儀器，公元138 年，張衡用它成功地記錄了在陝西發生的一次地震. 渾天儀相當於現在的地球儀，它原是另外的一位科學家發明的，張衡作了一些改進，他用齒輪系統把渾象----類似現在天球儀和計時漏壺聯繫起來，漏壺滴水推動渾象均勻地旋轉，一天剛轉好一週，這樣，人在屋子裏看渾象，就可以知道什麼時間哪顆星在什麼位置上。
張衡還對許多具體的天象做了觀察和分析. 他統計出中國中原地區能看到的'星數大約有2,500 顆，他基本上掌握了月食的原理. 張衡測出太陽和月亮的角直徑也是相當準確的. 張衡認為，早晚和中午的太陽，其大小是一樣的，看起來早晚大，中午小，只是一種光學作用. 早晚觀測者所處的環境比較暗，從暗處看明處就顯得大，中午時天地同明，看天上的太陽就顯得小. 好比一團火，夜裏看就大，白天看就小. 張衡的這種解釋，儘管不很全面，但是有一定的道理。
張衡不僅是天文學家，他還是東漢時期有名的文學家，他的繪畫也相當出色,被列為當時的六大名畫家之一. 據中國的史書記載，張衡一生共留下科學、哲學、文學方面的著作三十二篇，其中表明瞭張衡的為人和治學態度，而則是人類到星際旅行的暢想曲，是中國早期的科學幻想文章. 另外，、被稱為張衡的代表作，一直流傳至今. 在這兩篇作品中,張衡細緻地描寫了東京、西京的景緻( 東京，指現在陝西省的西安; 西京指現在河南省的洛陽)，娓娓地敍述了這裏的風俗民情，手法浪漫誇張，其中敍述各種民間技藝的表演，是極其珍貴的中國古代雜技藝術史料。
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