第三章 步日躔 （chán）术（计算太阳的运行） 第四章 步月离术 （计算月亮的运行） 第五章 步轨漏术 （计算时刻） 第六章 步交会术 （日食和月食的计算） 第七章 步五星术 （计算五大行星的运行） .4
为了使浑天仪能够按照时刻自己转动，张衡把浑天仪和计时用的漏壶联 系起来。滴漏壶是我们祖先用来测知时刻的仪器，它用一个特制的器皿装水， 这器皿下面有小孔，水通过小孔，一滴一滴流到刻有时刻记号的壶里，因而 可以由壶里水的深浅知道是什么时刻。张衡就是利用漏壶滴水的力量来推动 齿轮，齿轮再带动浑天仪，通过恰当地选择齿轮的个数和齿数，巧妙地使浑 象一昼夜转动一周。这样，他就使浑天仪上所刻的天文现象，按时刻自动地 呈现出来。人们要想知道某天某时刻的某颗星所在的位置，只需在屋子里看 浑天仪便知。某颗星出现了，某颗星正在中天，某颗星不见了，这些现象， 同真正的天象完全一样。
浑天仪的贡献是巨大的。首先它把观测天象所在地的地理位置跟天球联 系起来。现在我们已经知道，一个地方的地理纬度等于该地的北极出地高度。 根据后人《浑天仪图注》的说明：“北极乃天之中也，在正北出地36度。” 拿浑天仪上的36度折算现今地理纬度，恰好跟洛阳地区的纬度很相近；其 次，浑天仪上的周天365．25度跟东汉当时的《四分历》所用的岁实365．25 天完全吻合。同时，张衡在浑天仪上所用的黄、赤交角24度也是很接近实际 的；再次，《浑天仪图注》里说：“各分赤道、黄道为24气，一气相去15 度16分之七，每一气者黄道进退一度焉。……三气一节，故46日而差令3 度也。”这3气1节差3度，即黄、赤道差的计算法，一直到隋代都没有改 变，这是张衡的在历法上一项重要贡献。
浑天仪应用的齿轮系和凸轮机构在当时可以说是相当复杂的。水运浑象 实质上还可以被认为是一个天文钟，通过它的等速旋转，可以报告时刻。此 后，张衡还采用漏壶的原理，创造了另外一种仪器，叫做“瑞轮■荚”。这 个瑞轮■荚装有机械，接联在漏壶上，也依靠水力转动。它能够按照阴历上 的朔日、上弦、望日、下弦、晦日等顺序，一次又一次地循环旋转开合着。 因为在瑞轮上从每月初一起，每天转出一片■荚来，这样到十五日共出现十 五片；然后每天再转入一片，到月底落完。瑞轮■荚可以表示日期，又能告 诉人们月亮的圆缺变化。张衡制造的瑞轮■荚，在世界科学史上算是第一架 具备了机械能的计时器，以后经唐朝的一行、梁令瓒和宋朝的张思训、苏颂、 韩公廉等人的改进和发展，终于制成了世界上最早的天文钟。在1800多年 前，我国就能够制造出这样复杂而精巧的仪器，是很值得我们自豪的。
张衡创制的浑天仪原来被安放在东汉政府观察天象的地方——灵台，一 直保存到魏晋时代。西晋末年发生战乱，浑天仪被移往长安。公元418年， 刘裕率军攻进长安城，获得了这架仪器，但已经残缺不全。此后，它就不知 下落了。
幸亏曾经有人替浑天仪写了两部说明书，一部是《浑天仪图注》，另一 部是《漏水转浑天仪注》。这两部说明书各有一部分保存下来，使后人可以 按照其中的说法，重新制造出浑天仪来。
南朝宋文帝元嘉13年（公元436年），太史令钱乐之曾铸造浑仪和小浑 天，和张衡的浑天仪大体相同；唐朝初年，李淳风、梁令瓒等人重新改制了 浑天仪；北宋苏颂、元代郭守敬都相继制造浑天仪。他们在制法上都有改进， 机械的精巧程度也是一代胜过一代。现今陈列在南京紫金山天文台的浑天仪 是明朝正统3年（公元1438年）钦天监监正皇甫仲仿照元朝郭守敬的浑天仪 造成的。
六、博学多能、全面发展的科学家
天文、历法和数学有着紧密的联系。张衡在天文学方面连连获得成功的 同时，在数学方面也做出了卓越的贡献。
张衡写过一本叫《算罔论》的数学著作，大约是综述当时算学上各类问 题的一种古算通论。可惜 《算罔论》早已失传，我们无法确知它的内容。不 过张衡对算学很有研究，这一点是不容置疑的，我们从三国时代魏国的数学 家刘徽所著作《九章·算术注》引用的《算罔论》中的话便可以知道。
《九章·算术注》内引“张衡算”有“圆周率一十之面”等语，经清代 数学家李潢考证，张衡当时计算出的圆周率是3．1622。
钱宝琮先生在《张衡灵宪中的圆周率》一文中指出，《后汉书·天文志》 注引张衡《灵宪》原文，其中说：“悬象著明，莫大乎日月。其径当天周1/736， 地广1/242。”从这句话中，我们便可以计算出张衡取用的圆周率近似值。 因为张衡在天文学上主张浑天说，认为“天浑然而圆，地在其中”，地之广 就是天的直径。再以“地广”去除“天周”，我们便可得出《灵宪》中的圆 周率。钱宝琮先生还进一步更正说：“传刻本《后汉书·天文志》注所引《灵 宪》， ‘天周1/736’中的 ‘六’字是因为传抄时的笔误而多出来的， ‘地 广1/242’中的‘4’字也因同样原因应改正为‘三’。由此计算圆周率，得
л=730÷232。
已故李俨教授另据唐《开元占经》引祖■的《浑天论》，其中说：“张 衡日月在径当天周1/736，地广1/232。按此而论，天周分母圆周率也，地广 分母圆径率也，以8约之，得圆周率92，圆径率29。”他认为张衡求得的圆
92 周率为л= 。
29
92
如上所述，张衡所用的圆周率是在3．14和3．16之间，又有л= ，
29 这些都不是十分精确的数值，同南北朝时的大科学家祖冲之得出的圆周率在 3．1415926和3．1415927之间这一当时世界上最精确的数值相比虽有距离。 但张衡在圆周率的研究上，一方面放弃了古代《周髀算经》上“径一周三”
（л=3）的简单算法，另一方面应用了“渐近分数”的方法，所以在当时比 祖冲之早三百多年的时代，仍是不失其先进意义的。
另外，张衡曾就他研究的心得，绘出一幅地形图来，流传了好几百年， 一直到唐朝，被作为名画看待。他甚至还被列为东汉四大画家之一；在历史 学方面，张衡曾下过很大的功夫，以司马迁的《史记》和班固的《汉书》提 出过十几条修改意见。张衡还曾经向东汉朝廷要求，让他去从事《汉纪》这 部著作的编纂工作，但是他的愿望落空了。
除上述成就外，张衡还是个出色的机械专家。张衡曾在《应间》这一著 作中说：“曾何贪于支离，而习其孤技邪？三轮可使自转，木雕犹能独飞。” 这四句话的意思是说：张衡平常最喜爱学习古代著名的工程专家支离的技 术，并且能够熟习他关于机械制造的理论和方法，亲自制造出自转的三轮和 独飞的木雕来。这段史料经历史学家的研究，认为“三轮自转”是指有关指 南车和记里鼓车的主要机构；“木雕独飞”是指在木制雕鸟内部装置机关， 使它能独立地飞起来。
我国古代有关木制飞鸟的记载，最早见于《墨子·鲁问篇》：“公输子 削竹木以为鹊，鹊成而飞之，三日不下。公输子自以为至巧。”其后《韩非 子·外储说》称：“墨子为术鸢，三年而成，飞一日而败。”西汉时《淮南 子·齐俗训》更称：“鲁班、墨子以木为鸢而飞之。”这些都说明早在公元 前三、四百年战国时候，我国已经发明和制造了能够在空中飞翔的木鸟，并 且很可能是运用了斜面等原理。到东汉时，张衡是否发展了斜面原理，或应 用过螺旋浆等形式，我们已无法确断。据史书记载：“张衡尝作木鸟，假以 羽翮；腹中施机，能飞数里。”这种装有机关、能飞好几里的自飞木鸟，无 疑是受到了先代科学家如鲁班、墨翟等人的启发，加以自身的努力研究制造 出来的，而其制造技术自然要比墨翟等制造的木鸢高明得多了。
历史文献中较早记载张衡制造指南车的，是南北朝时梁朝文史学家沈约 所著的《宋书·礼志》。其中云：“指南车，其始周公所作，……至于秦汉， 其制无闻。后汉张衡始复制造。汉末丧乱，其器不存。……明帝青龙 （公元 233-237年）中，令博士马钧复造之而车成。”这段史料说3000年前的周公 已造成了指南车，这不大符合实际。不过，张衡很可能利用齿轮系创制指南 车，一百多年以后机械工程专家马钧重新造成指南车。
张衡和马钧制造指南车的方法虽然都没有流传下来，但此后不断有人制 造指南车成功。北宋时，燕肃在仁宗天圣5年（公元1027年）、吴德仁在徽 宗大观元年（公元1107年）先后造成了指南车，《宋史·舆服志》中详细地 记载了他们内部的机械构造。它们采用一种能自动离合的齿轮系，使得车子 不管怎么转，车上木人的手指始终指向南方。古代皇帝出巡的时候，指南车 就排列在出巡行列最前面的仪仗队里，用来指示方向。
记里鼓车也是利用齿轮系转动的。当车子前进时，利用车轮的转动，自 动地把车行的里数表示出来，它和现在汽车上的里程表的作用相同。晋代崔 豹作的笔记《古今注》记载着：“记里鼓车，一名大章车。晋安帝（公元417 年）时刘裕灭秦得之。有木人执槌向鼓，行一里击一槌。”当时有一本专记 西汉遗闻轶事的《西京杂记》也说：“汉朝舆驾祠甘泉汾阴，备千乘万骑。…… 记道车，驾四（由四匹马拉着），中道。”记里鼓车也是供皇帝出巡时用的。 张衡是在永建元年写成《应间》的，由此可以推知张衡造成木雕、指南车、 记里鼓车等机械，大体上应该在永建元年之前。
在机械方面，张衡制造了许多奇巧器物，成就惊人，堪称一代宗师大匠。 张衡曾一度获得“木圣”的称号。
张衡是一位博学多才，全面发展的科学家，对于学习，他从不停留在狭 小的范围里。他一方面对天文、历法继续作精深的研究，另一方面对数学、 物理学、机械制造等领域进行了勇敢的探索和研究。勤勉学习和刻苦钻研使 他在各个方面都获得很大的成功，他的光辉成就已大大地超出了天文学的范 围了。
七、发明了地动仪
张衡连续做了6年的太史令，到安帝建兴元年 （公元121年），被调任 公车司马令。公车司马令的官署设在皇宫的南阙门旁，职责是保卫皇帝的宫 殿，通达内外奏章，接受全国官吏和人民的献贡物品，以及接待各地调京人 员等等。把科学家张衡调到这样的一个职位上，充分说明封建皇帝如何不重 视科学，不让有天才的人有充分发挥才能的机会。然而，就是在这样的岗位 上，张衡还是利用一切可能利用的时间和精力，继续进行学术研究。除了天 文学以外，他还对数学、物理和机械制造等方面，下了很大的苦功。我们曾 提到张衡的数学名著《算罔论》以及制造的计里鼓车，指南车等等，都是在 张衡就任公车司马令时苦心钻研的结果。
到顺帝永建元年 （公元126年），张衡又被调任太史令。这是张衡第二 次做太史令。当时有一些热衷于名利的人乘机嘲笑张衡“辄积年不徒”，不 得提升，讽刺他宦途不顺，“去史官5载而复还，非进取之势”，是倦鸟归 飞，仍回旧巢，攻击张衡“与世殊技，固孤求是”。还有人把张衡创制的科 学仪器看作是“屠龙之技”，认为是“艺成而下”的小道。也有人嘲笑张衡
“不务正义”，认为张衡如果把精力用在作官上的话，早就能升官了。面对 统治阶级的冷遇和传统势力的冷嘲热讽，张衡特地写了一篇名为 《应间》的 文章来答复这些“刻舟求剑，守株待兔”的目光短浅之人的嘲笑。
张衡在《应间》里不仅清楚地表明了自己在研究学问上是抱着“约己博 艺，无坚不钻的信心和决心，以及“不耻禄之不伙，而耻智之不博”的谦虚 态度；同时也表示自己不愿同那些贪图名利、目光短浅的人去争长短，自己 坚持着“方将师天老而友地典，与之乎高睨而大谈”的广阔胸怀。
除了浑天仪外，张衡在世界科学史上另一个不朽的创造发明——地动 仪，就是在他第二次担任太史令期间研制成功的。发明于公元132年 （阳嘉 元年）的地动仪，是世界上第一台测定地震及其方位的仪器。地动仪的发明， 在人类同地震作斗争的历史上，写下了光辉的一页，从此，开始了人类使用 仪器观测地震的历史。
我国是一个地震比较多的国家。几千年来，我们的祖先一直在顽强地同 地震灾害作斗争。早在3800多年前，我国便已经有了关于地震的记载。晋代 出土的《竹书纪年》中记载，虞舜时“地圻（裂）及泉”，可能就是指的地 震；最明确的报道，是夏代帝发7年（约公元前1590年）的“泰山震”，这 是世界上最早的地震记录；《诗经·小雅·十月之交》报道的地震情景说，
“烨烨（yìyì，意为火光很盛）震电，不宁不令（意为不合时令，使人不安宁）， 百川沸腾，山冢 （山顶）|（即断“崩”）。据考证，这是周朝末年（公元前 780年）陕西一带地震引起山崩的生动记载 （前二句可能是“地声”、“地 光”结合的地震前兆）；公元前三世纪的《吕氏春秋》里记载了“周文王立 国8年（公元前1177年），岁6月，文王寝疾5日，而地动东西南北，不出 国郊。”这一记载明确指出了地震发生的时间和范围，是我国地震记录中具 体可靠的最早记载。此外，在 《春秋》、《国语》和《左传》等先秦古籍中 都有关于地震的记述，保存了不少古老的地震记录。从西汉开始，地震就被 作为灾异记入各断代史的“五行志”中了。
东汉时期，我国地震比较频繁。据《后汉书·五行志》记载，自和帝永 元4年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间，共发生 了二十六次比较大的地震。汉安帝元初6年 （公元119年），就曾发生过两 次大地震，第一次是发生在2月间，京师洛阳和其他42个郡国地区都受到影 响，有的地方地面陷裂，有的地方地下涌出洪水，有的地方城廓房屋倒塌， 死伤了很多人；第二次是在冬天，地震的范围波及8个郡国的广大地区，造 成了生命和财产的巨大损失。当时人们由于缺乏科学知识，对于地震极为惧 怕，都以为是神灵主宰。
张衡当时正在洛阳任太史令，对于那许多次地震，他有不少亲身经验。 张衡多次目睹震后的惨状，痛心不已。为了掌握全国的地震动态，他记录了 所有地方上发生地震的报告，在他已有的天文学基础上，经过长年孜孜不倦 的探索研究，终于在他50岁的时候（公元132年），发明了世界上第一架用 于测定地震方向的地震仪—地动仪。
据《后汉书·张衡》记载，地动仪是用青铜铸成的，形状很象一个大酒 樽，圆径有8尺。仪器的顶上有凸起的盖子，仪器的表面刻有各种篆文、山、 龟、鸟兽等花纹。仪器的周围镶着8条龙，龙头是朝东、南、西、北、东北、 东南、西北、西南8个方向排列的，每个龙嘴里都衔着一枚铜球。每个龙头 的下方都蹲着一只铜铸的蟾蜍，蟾蜍对准龙嘴张开嘴巴，象等候吞食食物一 样。无论哪个地方发生了地震，传来地震的震波，哪个方向的龙嘴里的铜球 就会滚出来，落到下面的蟾蜍嘴里，发出激扬的响声。看守地动仪的人听到 声音来检视地动仪，看哪个方向龙嘴的铜球吐落了，就可以知道地震发生的 时间和方向。这样一方面可以记录下准确的地震材料；同时也可以沿地震的 方向，寻找受灾地区，做一些抢救工作，以减少损失。
汉顺帝永和3年 （公元138年）2月3日，安放在京城洛阳的地动仪的 正对着西方的龙嘴突然张开，一个铜球从龙嘴中吐出，掉在蟾蜍口中。可当 时在京城洛阳的人们对地震没有丝毫感觉，于是人们议论纷纷，怀疑地动仪 不灵验；那些本来就不相信张衡的官僚、学者乘机攻击张衡是吹牛。可是没 隔几天，陇西（今甘肃省东南部）便有人飞马来报，说当地前几天突然发生 了地震。于是人们对张衡创制的地动仪“皆服其妙”。陇西距洛阳有1000 多里，地动仪标示无误，说明它的测震灵敏度是相当高的。据《张衡传》所 记洛阳人没有震感的情况来分析，地动仪可以测出的最低地震裂度是3度左 右 （按我国12度地震烈度表计），在1800多年前的技术条件下，这可以说 是一项非常伟大的成就。
张衡的地动仪创造成功了，历史上出现了第一架记录地震的科学仪器。 在国外，过了一千多年，直到公元13世纪，古波斯才有类似仪器在马拉哈天 文台出现；而欧洲最早的地震仪也是出现在地动仪发明1700多年以后了。
然而，由于封建王朝的统治者对于科学技术上的发明创造素来不加重 视，所以张衡在地震方面的研究和发明，得不到他们的支持。地动仪创造出 来以后，不仅没有得到广泛地推广使用，就连地动仪本身也不知在什么时候 毁失了，这实在是科学技术史上的一大损失。
张衡地动仪的内部结构原理，史书上的记载非常简略，使人无法详知， 这是很令人遗憾的。在张衡以后，我国历史上有几位科学家对于地动仪有过 专门的研究。例如南北朝时的河间（今河北省河间县）人信都芳曾经把浑天、 欹器、地动、铜乌、漏刻、候风等机巧仪器的构造，用图画绘写出来，并且 加以数学的演算和文字的说明，并把这些资料编成一部名叫《器准》的科技 名著；隋朝初年的临孝恭也写过一本《地动铜仪经》的著作，对地动仪的机 械原理，作了一些说明。但是这些重要著作，也没有能够留传下来。近代中 外科学家做了不少研究工作，提出了一些复原方案。1959年，中国历史博物 馆展出了王振铎复原的张衡地动仪模型。但是在准确测定地震方向的问题 上，王振铎的模型和《后汉书·张衡传》中的记载仍有出入。
张衡地动仪的内部机械的具体构造，虽然早已失传了，可是近年来我国 的科学技术工作者，凭借他们所掌握的现代科学知识，依据《后汉书·张衡 传》的有关记载，参照考古资料，经过多方面的探索，终于考证推论出1800 多年前张衡制造的地动仪的机构原理，并且设计了这座仪器的想象图。
《后汉书·张衡传》中所载地动仪“中有都柱，傍行八道，施关发机”， 这是地动仪的主要结构。根据许多学者的反复研究，张衡地动仪的基本构造 符合物理学的原理，它同近代地震仪一样，是利用物体力学的惯性来拾取大 地震动波，从而进行远距离测量的。这个原理到现在也仍然在沿用。王振铎 先生比较正确地推断出这座仪器是由两部分组成：一部分是竖立在仪器樽形 部位中央的一根很重的铜柱，铜柱底尖、上大，相当于表达惯性运动的摆， 张衡叫它作“都柱”；另一部分是设在“都柱”周围和仪器主体相接联的八 个方向的八组杠杆机械 （即在都柱四周围连接八根杆子，杆子按四面八方伸 出），直接和八个龙头相衔接）。这八根杆子就是《后汉书·张衡传》中的
“傍行八道”，也就是今天机械学上所说的“曲横杆”。这两部分都设置在 一座密闭的铜体仪中央。但因为“都柱”上粗下细，重心高，支面小，象个 倒立的不倒翁，这样便极易受震动——即令是微弱的震动——而倾倒。遇到 地震时仪体随之震动，只有“都柱”由于本身的惯性而和仪体发生相对的位 移，失去平衡而倾斜，推开一组杠杆，使这组杠杆和仪体外部相联的龙嘴张 开，吐出铜球，掉在下面的蟾蜍口中，通过击落的声响和铜球掉落的方向， 来报告地震和记录地震的方向。
张衡设计的地动仪，也是他的唯物主义自然学说的形象体现。地动仪的 仪体似卵形，直径和浑象同样大，象征浑天说的天。立有都柱的仪器平底， 表示大地，在天之内。仪体上雕刻的山、龟、鸟、兽象征山峦和青龙、白虎、 云雀、玄武二十八宿。乾、坤、震、巽、坎、离、艮、兑等八卦篆文表示八 方之气。八龙在上象征阳，蟾蜍在下象征阴，构成阴阳、上下、动静的辩证 关系。都柱居于顶天立地的地位，是按照古代“天柱”的说法作的布局。而 其中的机关自然是采用了杠杆结构。
张衡的这一卓越发明，不仅体现了科学家的智慧和创造精神，而且也反 映了我国东汉时期的先进科学文化水平，这是令我们感到无比骄傲的。
除了地动仪外，张衡还创造了另一个气象学上的仪器，这就是候风仪。 以前许多人以为“候风仪”和“地动仪”是同一种仪器，据最近科学家的研 究，这种认为是错误的。《后汉书·张衡传》里“阳嘉元年，复造候风、地 动仪”这句话，是说张衡在当年同时创造了候风仪和地动仪两个仪器。不过
《后汉书·张衡传》中没有记载候风仪的构造。现在我们把有关候风仪的情 况介绍一下。
竺可祯先生在 《中国过去气象学上的成就》一文里写道：“在气象仪器 方面，雨量器和风信器都是中国人的发明，算年代要比西洋早得多。《后汉 书·张衡传》： ‘阳嘉元年，复造候风、地动仪。’《后汉书》单说到地动 仪的结构，没有一个字提到候风仪是如何样子的，因此有人疑心以为候风、 地动仪是一件仪器，其实不然。《三辅黄图》是后汉或魏晋人所著的。书中 说：“长安宫南有灵台，高15仞，上有浑仪，张衡所制；又有相风铜乌，遇 风乃动。’明明是说相风铜乌是另一种仪器，其制法在 《汉书》上虽然说得 不详细，但是根据《观象玩占》书里所说的：“凡俟风必于高平远畅之地。 立5丈竿，于竿者作盘，上作三足乌，两足连上外立，一足系下内转，风来 则转，回首向之，乌口衔花，花施则占之。’即可以知道张衡的候风铜乌和 西洋屋顶上的候风鸡是相类似的。西洋的候风鸡到12世纪的时候始见之于载 籍，要比张衡候风铜乌的记载迟到1000年。”
除竺可祯先生的论证之外，另外还有三项有关候风仪的资料。（一）、
《后汉书·百官志》中注载太史令的属官有灵台特诏42人，其中有3人是专 管“候风”这一项职务的。因此可知制造候风仪，观测气象，是张衡做太史 令时职务范围以内的事情； （二）、《西京杂记》中载皇帝仪仗队里有“相 风乌车”一项。依此我们可以推知“相风乌”这种仪器，不仅安置在灵台上， 同时也可以装置在车辆上面。候风仪的发明可能是在张衡之前，张衡制造的 候风仪虽然有所改进，但已不是特别突出的新发明，因而史籍也就不详细记 叙了； （三）、北魏时信都芳所著《器准》一书，把地动、候风、铜乌并列 做三项；隋代临孝恭所著的 《地动铜仪经》，不带“候风”二字。因此，我 们一方面可以推想铜乌和候风这两个器物的构造可能是不完全相同的；另一 方面，也可以认为地动仪和候风仪是两种完全不同的仪器。
张衡在创造地动仪以外，制造了候风仪，是可以肯定的。通过这些论证， 也可以窥见我国两汉时代在气象仪器上的创造和应用方面的部分情况；同时 又证明张衡对职务认真负责，并能在科学研究上结合实际，善于学习前人的 科学经验而有所创新改进，是我国科学史上的伟大先驱者。
八、反对谶纬的斗争
张衡之所以能够在科学上做出杰出的成就，成为伟大的科学家，和他坚 持唯物观点、反对唯心主义和迷信思想有密不可分的联系。
东汉时代，流行“谶（chèn）纬文学”“谶”是巫师或方士制作的一种 隐语或预言，作为吉凶的符验或征兆；“纬”是方士化的儒生编集起来附会 儒家经典的著作。“谶纬”是以封建迷信来解释书籍经典、穿凿附会、用来 预卜吉凶的一种学说。因为有的“谶”有图有字，所以也叫“图谶”。它的 基本思想是宣扬“王权神授”、“天人感应”等唯心思想，因此很受统治者 的推崇，被尊为朝章国典。
谶纬之学兴起于西汉时期。汉代统治者的御用学者，在巫师和方士编造 出来的阴阳五行说的基础上，编造了许多寓言性的谶语，妄称汉朝刘氏皇族 是“膺受天命”来统治世间的，并且附会这些是周公、孔子或其他古圣先贤 的话。这显然是用来欺骗人民的谬说。西汉统治者就利用谶纬来麻醉人民的 反抗情绪，巩固自己的统治地位。西汉末年，王莽就是利用假造出来的叫王 莽“应天承命”做皇帝的符命，顺利地达到他篡夺西汉政权的目的的；东汉 王朝的第一位皇帝——光武帝刘秀更是把“谶纬”定为东汉王朝政治学术思 想的重要内容。
光武帝刘秀一直对谶纬迷信深信不疑。当初刘秀平定河北之后，他的部 下几次拥立他做皇帝，都被他拒绝了。后来，刘秀的同学疆华带来了《赤伏 符》，上面写道：“刘秀发兵捕不道，四夷云集龙斗野，四七之际（“四七” 指二十八；从公元前202年汉高祖刘邦建国称帝，到公元25年刘秀自称皇帝， 相距228年，即所谓“四七之际”）火为主”几句话，使他马上同意即皇帝 位；自然，这些图谶是刘秀集团内部的人假造出来的，目的是使刘秀政权有 更大的群众基础，同时打击敌对势力。刘秀作了东汉皇帝后，更加大力提倡
“谶纬”在中元元年（公元56年），他下达诏书，宣布图谶于天下，把图谶 定为全国功令 （法令）必读书。从此，图谶成为主宰东汉王朝的思想法令。 荒诞不经的迷信思想弥漫到社会的每一个角落，成为东汉无孔不入的统治思 想。
东汉儒生做大官的，多半是妖妄人或附和妖妄人的庸鄙人，反对谶纬的 读书人是绝对做不了大官的。自光武帝以下的东汉统治者，都迫切希望依靠 谶纬的帮助，企图用这贴麻醉剂来麻痹人民，也麻痹自己，以缓和社会矛盾， 延长王朝的寿命。
东汉初年，谶纬迷信已闹得乌烟瘴气。只有少数头脑比较清醒的学者， 依据朴素的唯物主义思想和朴素的儒家人文主义的思想，对谶纬中的“奇怪 虚诞之事”加以批判。如当时有名的古文经学大师桓谭，他坚决不相信谶纬， 认为全是妖妄之言。他给光武帝上疏，指斥图谶是巧慧小才的人捏造出来， 用以欺惑世人的。光武帝大怒，责骂桓谭“非圣无法”，要将桓谭斩首。桓 谭被吓呆了，连连叩头求饶。光武帝看到满脸鲜血的桓谭痛哭流涕，才动了 恻隐之心，罢了他的官职，放了外任。被放逐出京的桓谭郁郁不乐，不久就 病死在半路上，当时他已是个70多岁的老人。桓谭写下多篇反谶纬的著作， 收在《新论》一书中。在谶纬流行的东汉时代，这些著作大都亡矣，只留下 一小部分。其他文官如郑兴、尹敏对图谶表示怀疑，虽他们才高八斗，也都 遭到光武帝的斥责和放逐。
比桓谭稍晚的王充（公元27—97年），是东汉杰出的唯物主义思想家， 曾著《论衡》一书，其中有许多篇章都激烈地批判了谶纬迷信的虚妄，并对 谶纬符瑞学说严加驳斥。他从唯物论的认识论出发，批判了董仲舒鼓吹的“天 人感应”，认为这些神权思想是衰乱时代的产物，是封建统治者主观臆造出 来的；他针对当时儒者捏造“圣人”、“前知千岁，后知万世”的奇谈，指 出这是“后人诈记以明效验”的，揭穿了当时把孔子神化的虚妄。王充指出， 帝王和人民在本质上都是一样的人，图谶捏造附会，想把帝王扮演成与众不 同的神圣，那完全是骗人的谎言；王充鲜明地指出人世间根本没有鬼，说：
“人，物也；鬼，亦物也。物死不为鬼，人死何独为鬼？”他论证说，人死 血脉就枯竭，就没有精气，尸体化为灰土，怎能变成鬼呢？王充站在朴素唯 物主义的立场上，根据当时的科学认识，在谶纬迷信泛滥的条件下，坚定有 力地提出无鬼论的观点，这是非常难能可贵的。王充在《论衡》中提出了许 多卓越的科学思想和先进的政治主张，他本人也博学多才，只因坚持唯物主 义的认识论，对封建谶纬迷信采取坚决的批判态度，所以始终受到封建统治 阶级的压制和排斥。
光武帝死后，汉明帝继续提倡谶纬。当时的图谶《河图括地象》里就出 现了“十代，礼乐文雅并出”等论调。因为从汉代高祖刘邦到东汉明帝刘庄， 刚好是十代。水平3年 （公元60年），由于《尚书璇玑铃》（纬书的一种） 里有帝汉出，德洽作乐，名予”，明帝便把郊庙之乐改名“太予乐”，乐官 也改称为“太予乐宫”，以应合谶纬。此后，汉章帝又在章和元年（公元87 年）特令博士曹褒参考西汉旧典，并掺杂引用“五经、谶记之文”，编订成
《汉礼》150卷。
汉安帝时，又有人主张根据图谶来改订历法。
西汉初年，社会上一直沿用秦朝时使用的《颛顼历》，《颛顼历》使用 到汉武帝时已经有些同天象不符，汉武帝于是在太初元年 （公元前104年） 改用《太初历》。《太初历》因岁实（按《太初历》以365、25016224为一 年，称为“岁实”）和朔策（按《太初历》推定以29、53086419为一月，称 为“朔策”）都与实际上相差很远，故沿用到东汉初年，也逐渐和天象不符。 汉章帝时，章帝命令治历官编■、李梵等人研究校订《太初历》的差误，改 用四分法编定了《四分历》，在元和二年（公元85年）正式颁布实行。《四 分历》是在《颛顼历》和《太初历》的基础上加以进一步修订的。永元年间
（公元89年-104年）又参校了贾逵所提出的月亮运行有快慢的“九道法”， 订正了《四分历》，所以可以说《四分历》是东汉时期最进步的历法了。
东汉时期，一般学者都在大谈“谶纬图录”，鬼话连篇，借以谋求富贵。 汉安帝延光2年 （公元123年），中谒者■诵建议根据图谶改订当时所用的
《四分历》，用“甲寅元”（即殷历）来代替《四分历》；河南人梁丰也建 议再用《太初历》。于是朝廷群臣对于改订历法展开了大辩论，议论纷纭。 当时的太尉刘恺、侍中施延等84人的议论与■诵的改历主张附合，因此他们 上秦称：“甲寅元与天相应，合图谶，可施行。”另一批官僚如河南尹祉、 太子舍人李弘等4O则反对用“甲寅元”，他们的理由是：“元和变历以应《保 乾图》三百岁斗历改宪之文，《四分历》本起图谶，最得其正，不宜易。” 改与不改的根据都是图谶，可见图谶已变为一些官僚升官发财的一种手段， 其内容的混乱更不用提。只有张衡和另外一位天文学家、尚书郎周兴坚决反 对恢复古历。他们根据自己多年对天象的观测，对各种历法作了深入的研究、 比较，认为“九道法”最为精密，提出判定历法好坏的依据主要是与天象是 否相符。在争辩中，张衡提出：“天之历数，不可任疑从虚，以非易是。” 意思就是说：历法只能按照自然界的本来情况来编订，而不能任凭主观的推 测加以歪曲和增减。经过反复的辩论，■诵、梁丰等人被驳得张口结舌，他 们根本就对历法一窍不通，只是借用图谶来故弄玄虚。因此，朝廷无法采用 ■诵、梁丰的建议，四分法也就得以继续沿用。这次辩论是我国历法史上唯 物主义对唯心主义斗争的一个胜利。
张衡不仅反对利用图谶之学来牵强附会地修改历法，也反对用“图谶之 学”作为太学考试的内容。
在顺帝永建六年（公元131年），东汉政府曾采纳图谶专家翟■的建议， 扩建太学的学舍。阳嘉元年（公元132年），太学新建工程完成了，共有240 房，1850室。太学里特别为翟■树立石碑，刻上铭文来纪念他。太学在形式 上是发展了，但是许多谶纬图录等类的书籍也由此开始被增加到博士弟子们 的学习内容中。在东汉时期，“七经纬”被称为“内学”，原有的五经被称 为“外学”，可见谶纬的地位反而在五经之上了。于是，张衡就在阳嘉元年 特别上奏章议论贡举问题，他在奏章中说：当今报考太学的诸生，在做文章 时为了争名竞利，多有剽窃成文，虚冒姓名，甚至竞达到“连偈俗语，有类 俳优”。张衡明确地指责了当时士人的虚伪和文章的芜杂。
在张衡看来，图谶决非“圣人”所做，既无效验，也不足凭信。公元133 年，张衡更特别上奏章揭露图谶的虚妄。这篇名为《请禁绝图谶疏》的奏章 的大意是：“谶书是什么时候开始出现的，这个问题很少能有人回答得出。 当汉取秦时，尽力打仗，竟获得成功，这真可以说是一件大事，但那时是没 有人引证图谶的；这是最喜欢讲述数的象夏候胜、眭孟这些人，也没有提到 过谶书。刘向父子校订国家秘藏图书，看遍了先秦各学术流派（即儒、墨、 法、道、名、杂、农、阴阳、纵横九家）的著作，也没有把谶书编入他们的 目录。直到汉成帝、汉哀帝之后，才听说有这种东西。它们的著作时代也便 可想而知了！我们试用谶来比经、甚至用谶来比谶，其中矛盾冲突的地方不 知道有多少！况且纬书里说到战国时的墨翟、汉代的益州，图中的内容却终 止于汉成帝，可见谶书完全是胡诌瞎说，前后矛盾，不可取信。这哪里会是 孔子做的！这一定是虚伪之徒想升官发财，才造出这些谣言。从前侍中贾逵 曾摘录谶书中互相矛盾的30多条去问善于讲谶的人，他们也都说不出个所以 然来。王莽篡位是汉代的大祸，要是这81篇 （即指《河洛》45篇，《六艺》 36篇，共计81篇）早就有了，为什么不预先加以警戒呢？由此可知，图谶 产生于哀帝、平帝在位期间。现在 《河洛》、《六艺》诸谶纬都已校定，成 为经典，后来有人在此基础上又附加和篡改了一些东西，甚至还用这些来推 断会发生水灾，有的人听说此事，不惜丢弃了家业，跑到山上以避水灾。可 实际上根本没有什么水灾。既然预测后事不灵验，便有人专门编造一些事情 来验证先前发生过的事。而后来汉朝顺帝竟又恢复了帝位，这他们便测不出 来了。这还有什么可信的！大家之所以偏爱谈论虚伪的图谶，不肯研究实际 的学问，正如画工不愿画犬马，而喜欢画鬼怪一样。原因是鬼怪无形，可以 随便涂抹，而狗马是人人常见的动物，画得不象是不行的。因此，我请求， 把所有的图谶一律清查出来，加以禁绝。这样，正邪便不再有所混乱，经典 著作也不会再被玷污！”
我们前面曾经说过，充满神学迷信内容的谶纬，是东汉王朝的国典。如 果有人反对图谶，也就等于说反对汉朝的皇权，就会被统治者认为是“非圣 天法”，就会遭到压制和迫害。但是作为一名正直的、态度严谨的科学家， 张衡始终坚持了他所认识到的正确的见解，他毅然地突破了学术上迷信欺罔 的气氛，公开去冒犯当时的朝章国典，明确地提出了反对图谶的主张，向皇 帝上疏论争，建议把图谶一概禁绝。这充分地表现了张衡坚持真理、反对谬 误、不畏权势、敢于斗争的可贵精神。同时也说明了张衡不仅是一个优秀的 科学家，在政治思想斗争方面也是站在最前列的。当然他的出发点不同于王 充。王充是从唯物论和天神论的观点出发，从根本上否定这一套鬼话；而张 衡则没有那样彻底，甚至对阴阳五行的说法，还采取了保留的态度。张衡的 出发点仍是为了维护封建统治，因此他虽然反对图谶，但还是为儒家学说辩 护，怕孔子等“圣人”被妖化了。这是张衡思想上的局限性的表现。
九、“猗猗秋兰”，咏晚年
张衡在政治上有自己的主张和抱负。他在《应间》中曾说过：“盖闻前 哲首务，务在下学上达，佐国理民。”可见他始终认为学术和政治是相互关 联的。他对东汉政治也始终抱着一种要“明略佐时”的改革热望，希望东汉 朝廷能够通过整顿学术、简选人才、加强礼制、剔除奸佞的方法，借以缓和 阶级矛盾和国内外的危机，减轻一些对劳动人民的剥削和压迫，而达到巩固 汉朝政权的目的。
当时东汉政治已趋腐朽黑暗，阶级矛盾尖锐，社会各方面开始动荡不安。
东汉时期政治上最突出的现象就是宦官和外戚争夺统治权力的斗争，他 们都同地方上的豪强地主有着千丝万缕的联系，形成向广大人民交相煎逼的 局面。汉和帝即位时，外戚窦宪把持朝政；不久和帝同宦官郑众等人密谋， 诛杀了窦宪，郑众被封为剿乡候，参与政事。此后宦官们位列“中常侍”， 多是“金■右貂，兼领卿署之职”，宦官的权势日盛。
汉安帝时，宦官李闰使用奸计排挤外戚邓■，迫使邓■等自杀而死，李 闰受封为雍乡候。宦官们从此更加肆无忌惮，无恶不作。安帝末年，中常侍 江京 （封都乡候）、樊丰等人和安帝乳母王圣（封野王君）、王圣的女儿伯 荣，以及侍中周广、谢恽等互相勾结，“煽动内外，竞为侈虐”。当时比较 正派的官僚多被他们迫害。
安帝死后，樊丰、王圣等人和外戚阎显在拥立新皇帝的问题上产生分歧， 发生了角斗。角斗的结果，樊丰、王圣等人失败了。他们有的被杀戮，有的 被放逐。但是后来，另一批宦官孙程等人又谋杀了阎显等新的权贵。孙程、 王国等十九名宦官因拥立顺帝成功，都受封为列候。顺帝乳母宋娥也受封为 山阳君。当时宦官们和外戚梁商暂时勾结在一起，他们的爪牙布满朝野，和 豪强地主狼狈为奸。正派的官僚如李固等人多次上奏章弹劾宦官和外戚的专 横，结果都遭到孙程、梁商等人的压制和迫害。
宦官、外戚和豪强地主，都是存在于东汉政治中的强大的黑暗势力。张 衡站在正派官僚的立场上，想要刷新政治，“佐国理民”，便必须同他们做 斗争。顺帝永建5年 （公元130年），就是张衡再任太史令的第5年，张衡 特意上奏章，抨击宦官乱政，奏章中说：“无道虽远，吉凶可见。近世郑（众）、 蔡 （伦）、江（京）、樊（丰）、周广、王圣毕为效矣。……前事不忘，后 事之师也。”张衡的这一番话很明显地是拿江京、樊丰来比作当时乱政的宦 官们，拿周广来比宦官的党羽们，拿王圣来比顺帝的乳母宋娥；劝顺帝及早 警悟，有所作为，不要宠任宦官，让他们败坏政治。当然，张衡的意见不会 被骄慢昏庸的顺帝听取。相反地，顺帝不久，还下诏特许受封为列候的宦官 可以收养义子，继承爵位。自此，宦官们更是正式地获得了和贵族世家同样 的世袭特权。
顺帝阳嘉2年 （公元133年），张衡第二次被调离太史令这一职位，升 任做侍中。侍中的职务是侍从在皇帝左右，“赞导众事”，是一种类似高级 顾问性质的差事。因为张衡学问高深，为人正直，关心政治，对皇帝忠诚， 因此顺帝还算比较重视他。张衡也深知担任侍中，他便随时有向皇帝进言的 机会，因此，他很想利用这个机会劝皇帝整顿一下政治。但很快地，他便失 望了，在当时宦官和外戚专权的情况下，他的建议不但没有收到实际效果， 反而因此受到宦官们的排挤和诽谤，被排挤出了朝廷。
