張衡幼年時代，家境貧寒，但他年幼好學(xué)，天資聰慧。漢名士崔璦說他"天資睿哲，敏而好學(xué)，如川之逝，不舍晝夜"。他十幾歲時，便積累了相當豐富的知識。和帝永元六年(公元94年)，張衡胸懷遠大的政治抱負，離開了家鄉(xiāng)，開始游歷名都大邑，求師問業(yè)，曾游于三輔，入京師，觀太學(xué)，遂誦《五經(jīng)》，貫六藝，十八歲便寫成了第一篇文學(xué)作品--《溫泉賦》。
張衡二十三歲時，受聘于南陽郡太守鮑德門下當主薄。此后他花了十年功夫，寫成了著名的《二京斌》(即，西京斌》、《東京斌》)，諷刺"天下承平日久，自王侯以下莫不逾侈"的不良風(fēng)氣，并淋漓盡致地描繪出名都故城的盛大場面，表現(xiàn)了他在文學(xué)方面的較高成就。
永初四年(公元110年)，張衡由鮑德舉薦，進京作了郎中，在任三年，遷升為尚書侍郎，元初二年(公元115年)，又調(diào)升，太師令，掌管天文、歷法、預(yù)報天象氣候。從此，他潛心鉆研文學(xué)，獲得了很高的成就。
張衡的宇宙天體觀是"渾天說"，認為"渾天如雞子"，天和地的關(guān)系就象蛋殼包蛋黃一樣，天外地內(nèi)。他所著《靈憲》一書，用赤道、黃道、南極、北極等名詞，并畫出我國第一張完備的星圖，共有2，500顆恒星。公元117年，他創(chuàng)造了世界上第一架利用銅壺滴漏帶動的渾天儀，渾天儀分內(nèi)外兩圈，可以轉(zhuǎn)動，上面刻有南北極和赤道、黃道。二十四節(jié)氣以及日月星辰等，日月星 辰位置和出沒情況與宇宙間的情形完全一致。建光元年(公元121年)，張衡調(diào)任司馬令，后上日蝕表。順帝永建元年(公元126年)，再轉(zhuǎn)任太史令舊職。陽嘉元年(公元132年)，又創(chuàng)造了候風(fēng)地動儀，以精銅鑄之，狀似酒樽，四周鑲有八條龍，龍頭對著東、南、西、北及東北、東南、西北、西南八個方向，龍嘴各銜銅丸一個，每個龍頭下面各蹲一只青蛙。如果發(fā)生地震，發(fā)生地震的那個方向的龍嘴會自動張開，銅丸隨之滾出，落入青蛙嘴中，工作人員便可立刻記下地震的時間和方向。
張衡還創(chuàng)造發(fā)明了計里鼓車、指南車、測影土圭、獨飛木雕等，撰寫了《歷法靈憲》和《算罔論》，著有三十多篇科學(xué)、哲學(xué)、文學(xué)方面的著作。他在歷法、算學(xué)、哲學(xué)以及文學(xué)藝術(shù)上都有很大貢獻。
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