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张衡是中国历史上最早制造水运浑天仪的人。张衡（公元78—139年），字平子，东汉南阳西鄂（今河南南阳）人，东汉时期杰出的科学家，也是世界上伟大的天文学家之一。 张衡的《浑天仪图注》是浑天说的代表作。他明确地指出了大地是个圆球，形象地说明了天与地的关系。从晋书中记载得知，张衡的浑天仪是一个直径约5尺的空心球，上面绘有二十八宿，中外星官以及互成24度角的黄道和赤道，黄道上还表明二十四节气的名称。紧附于天球外的有地平环和子午环等。天体半露于地平环之上，半隐于地平环之下。天轴则支架在子午环上，其北极高出地平环36度，天球可绕天轴转动，这就是浑天仪的外部结构，它形象地表达了浑天思想。 张衡还利用中国古代机械工程技术的发展，把计量时间用的漏壶与浑象联系起来，即利用漏壶的等时性，以漏壶流出的水为原动力，再通过浑象内部装置的齿轮系统等传动和控制设备，使浑象每天均匀地绕天轴旋转一周，从而达到自动地、接近正确地演示天象的目的。此外水运浑象还带动一个称作“瑞轮冥荚”的巧妙仪器，制成机械日历。传说冥荚是一种奇妙的植物，它每天长一片叶子，到月半共长15片叶子，以后每天掉一片叶子，到月底正好掉完。“瑞轮冥荚”就是依照这种现象进行构思，用机械的方法使得在一个杠杆上每天转出一片叶子来，月半之后每天再落下一片叶子来，这样就可以知道月相。 张衡的浑天仪虽然还不能完全自动地表演日月星辰的运动，但是，用一个机械系统来取得与天球旋转相同步的机械运动，这本身就是一个伟大的发明，它在当时的世界上是绝无仅有的。
张衡与地震测量技术的进步张衡在洛阳发明的地动仪是世界上最早观测和记录地震的仪器。 我国东汉时期的地震频繁，据《后汉书?五行志》记载，自公元92至125年（汉和帝永元四年到汉安帝延光四年）的30多年间，较大的地震就发生了26次，给人民的生命财产造成了极大的损失。为了掌握全国各地的地震动态，张衡在前人积累的地震知识的基础上，经过多年研究，终于在公元132年（阳嘉元年）成功地制造出了地动仪。 据《后汉书?张衡传》记载：“候风地动仪以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文、山、龟、鸟、兽之形。”仪器的内部中央有“都柱”（一个倒立的惯性摆），柱旁有“八道”。仪器外部嵌有八条龙，布列八方，龙头朝下，尾朝上，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头和内部由机械装置连通，每条龙嘴里有一铜球，龙头下，对应有八只蹲着的铜蟾蜍，张嘴向上。每当地面振动时，都柱便因地面的强烈振动而倾斜，触发机关。地动仪中“都柱”的灵敏度极高。 张衡的地动仪是当时世界上遥遥领先的伟大发明，它比西方同类仪器早约1700多年。
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