“别慌,别慌,我是来和大伙儿商量一件事情的。”张衡一边说,一边打开手中的图纸,“你们看,这是我刚刚画好的天球图。我打算照这张图制作一个天体模型,好为浑天说作个证,要不,两派争论不休,谁也不服谁,对的东西,毕竟只有一个啊!”
张衡以炯炯有神的目光扫了众人一眼,见大家都在聚精会神地听着,便接着说:“可是,如果不准确地掌握日月星辰的运行情况,这个天体模型做出来也没有什么价值。往后我会天天来这里,和诸位一起观测,还请多多帮忙。”
张衡的人品学识,早已博得大家的尊重,这番话,更说得众人怦然心动,马上就分工干了起来。他们在张衡的指导下,把天上的星星分成几个区,一颗一颗地数。那一份细致,那一份耐心,真无法用言语形容。就这样,他们硬是数出了2500颗星星,其中有名字的有320颗。这些星星的名字,有不少还是张衡给命名的呢。天文学发展到今天,已经证实,人的肉眼能看见的、六等以上的星体约有2500至3000颗,而早在1900年前,张衡主持的天文台就已大体测出了这么多的星星。
在观测过程中,张衡对照实际,对天球图做了反复的修改,直到认为准确无误了,这才动手设计制造天体模型。传说,有一天,他一大早起来就钻进书房,琢磨着模型的事儿。可怎么想,心里也还是觉着不踏实:那图上的天球变成模型,该是什么样儿的呢?想着想着,不觉踱出书房。
“喂,你怎么有了闲空儿啦?”正在厨房做午饭的妻子见他居然有时间在院中散步,不由得开口问道。
张衡一直沉浸在模型的构想之中,猛听得妻子问话,反倒吃了一惊,“嗯”了一声,信步走进厨房。
妻子正忙着做点心。面案上,堆着一团和好的面,旁边放着一小碟芝麻。张衡盯着面案呆了一会儿,忽然眉宇间透出一丝喜色。只见他匆匆洗了洗手,抓起一小团面就揉了起来。
这张衡成年累月不离书房,在家里是“衣来伸手、饭来张口”的,如今突然亲自下厨,倒把妻子弄懵了:“你,你还要做饭?”
“咳,哪儿跟哪儿呀!”张衡这才笑了,“我是想试着做一个天体模型哩!”
“没见过你这样的人,真真走火入魔了!”
张衡没再言声儿,只顾把面揉成圆圆的一团,又把它在芝麻碟里一滚,面团上就星星点点地沾了不少芝麻。然后,他又取出一根筷子,从面团中心穿了过去,用手捏着筷子的两端,让面团旋转着。
“对,就是这个样子!你来看,”张衡喜孜孜地对妻子说道,“这个面团就好比是天球,上面的芝麻呢,好比是星星,筷子两端就算是北极和南极吧。天球就是这样绕着北极和南极转,星星也同时跟着天球一起转。”
“那,天球也转,星星也转,又怎么看得出星在移动呢?”
“问得好!”说着,张衡让妻子接过“天球”,自己用两手的拇指和食指围成一个平平的圆圈,套在“天球”外面,让“天球”的上半部在北极底下,下半部在南极上面,“你转转看,我的手指,就算是地平线。要是‘天球’上站着一个人,不论他站在什么位置上,都是只能看地平线上面的半个天,而看不到地平线以下的那半个天。前些日子我们在灵台数星星时,就是先数了头顶上的,然后等下面的星星转上来时才数出来的呢。”
“哎,你来看!”妻子忽然发现了一个问题,“这北极附近的星转来转去,都永远在地平线以上,这……”
“你真不愧是我的夫人啊”张衡素来喜欢妻子的聪明、贤慧,“那些星叫做常明星,我已经数过了,总共有124颗。”
从张衡捏面团那时起,花开花落,转眼又是一年过去了。这一年中,张衡没日没夜地设计、制作、实验、改进。功夫不负苦心人,天体模型于制造出来了:那是一个铜铸的球体,装在一个倾斜的轴上,可以旋转,样子和今天的地球仪大致相仿。铜球的周长1丈4尺6寸1分(合4.87米),直径4尺6寸5分(合1.55米),球面上刻着南北两极、经度纬度、赤道黄道及日月星辰,还有一个表示地平线的环。如果把铜球由西向东拨了一下,刻在上面的星辰便从东方升起,又从西边落下,和实际情形相差无几。
这个天体模型,被张衡命名为“浑天仪”。它是世界上第一台能够比较准确地反映天象的仪器。
不过,使张衡感到美中不足的是,非得用手拨动,浑天仪才能转,而实际上,天上的星是在自动旋转的啊。他的眉头又紧锁起来了。这天早晨,张衡一边洗脸,一边仍在思谋着浑天仪的事,手指下意识地把水撩得哗哗作响。蓦然问,他眼前一亮:水!是的,那是家乡的白河水。他小时候,曾和小伙伴们到白河边看过铁匠炼铁。聪明的铁匠师傅们,在白河中筑了一条坝,把本来水流就很急的白河水位提高了。安装在急流中的水轮,在湍急的水流冲击下,日夜不停地转着,水轮上的铁轴带动别的机件,最后通过一根铁杆一来一往地拉动风箱,朝铁炉内鼓风。对,就用水力!
张衡立刻叫人把浑天仪安装在灵台的一间房屋里,又在屋顶安放了一只特大的漏壶(古代计时的工具)。这漏壶的壶嘴,是一条精雕细刻的玉龙,龙嘴里不断往外喷水,水冲动水轮,水轮带动齿轮,齿轮又连着浑天仪上的铜轴,这样,浑天仪就可以自动旋转了。由于水流量计算得非常精确,所以浑天仪正好一昼夜转一圈。
浑天仪的发明,不仅相当准确地反映了天象,使坚持“盖天论”的人改变了主张,心悦诚服,而且震动了整个学术界,被誉为“学术上罕见的奇迹”。
成功往往特别垂青那些在科学的崎岖小路上不畏险阻、勇于攀登的人。仿佛是命运的故意安排,就在张衡“浑天仪旋风”刮了将近一年,刚刚趋于平息的时候,他又获得了一次成功的机遇。
那是早春二月的一个深夜,张衡正在油灯下埋头写他的数学专著《算罔论》,猛地觉得身下一阵剧烈的颤动,抬眼一看,门窗、桌椅、立柜都在摇晃,摆在桌上的花瓶“啪”的一下摔在地上,碎了。
“地震!”张衡本能地喊了一声,嘱咐家人赶紧起来到院中躲避,自己迅速翻身上马,向灵台疾驰而去。
一连4天,张衡一面在灵台接待外地报告灾情的信使,一面亲自带领官员到民间察看震情,忙得脚不点地,眼睛红肿了,喉咙嘶哑了。当他综合各地灾情,明白这是30年间当地最严重的一次地震时,心情愈发沉重。地震刚过,他马上带人奔赴重灾区。所到之处,断垣残壁,尸横遍地,景象惨不忍睹。震中的情形更是令人瞠目结舌:好端端的大地被撕裂成两半,连小山也被拦腰切断,滔滔洪水,从一条1里多长、丈余宽的大裂缝中汹涌而出,四下蔓延。
“这究竟是为什么?”张衡面对苍天,痛心疾首。
当然,**并不能替代科学。在严峻的震灾面前,张衡深深地思索着:既然造成地震的原因暂时还摸不透,那么能不能制造出一种能够预报地震的仪器呢?那至少也会使人们避免更大的伤亡。
又是无数个忙碌的日日夜夜,张衡被这个世上从未有过的地震仪器迷得废寝忘食、形销骨立。终于在公元132年,他54岁的时候,造成了世界上第一台能测报地震的地动仪。据《后汉书·张衡列传》记载,它。‘以精铜铸成,员径八尺,合盖隆起,形似酒尊,饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸,下有赡蜍,张口承之,其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则振龙机发吐丸,而蟾蜍衔之。振声激扬,伺者因此觉之。虽一龙发机,而七首不动,寻其方面,乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未有之也。”
但是,这个伟大的成功,带给张衡的并不是鲜花和颂歌,而是无法抗拒的诬蔑、诽谤和讥刺。当地动仪还在“母腹”中时,那些抱残守缺、冥顽不化的官僚就诅咒张衡“触犯天神,必遭恶报”,甚至向皇帝告了他的黑状。地动仪制造出来后,他们又接连上书,排斥打击张衡。最后,张衡虽被迫辞去太史令的职务,但他用心血和汗水凝聚而成的地动仪却永远留在灵台。他坚信,科学必将战胜迷信,地动仪将与天地永存。
令人欣慰的是,张衡终于在有生之年亲耳聆听了地动仪成功的消息:那是公元138年的一天,灵台的值班员忽闻地动仪“当”地响了一声,忙跑过去一看,原来是西北方向的那条龙头吐出铜丸,落在蟾蜍口中。他不敢怠慢,赶紧向新任太史令报告,却遭到一顿斥责。两三天过去,并无地震动静,他也就把这事淡忘了。谁知,又过了几天,就在新任太史令还在向人大肆挖苦张衡和他的地动仪时,信使飞马赶到朝廷,报告说陇西地区前几日发生强烈地震。陇西正好位于洛阳西北,相距千余里,地动仪能精确灵敏地预报那里的地震,真令人不得不叹服。难怪英国科学史家李约瑟感慨地说:“中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲,特别是在15世纪之前更是如此。”
一个人的一生,能创造出世界上第一台天球仪、第一台地震仪,仅这两个“世界第一”就足以使他名垂科学史册了。然而张衡一生的贡献还远远不止于此,在数学领域,在文学领域,以至在艺术领域,无不留下了他闪光的成绩。在传世名篇《应闲》《思玄赋》等文章中,他写下寄情志的名句“君子不患位之不尊,而患德之不崇;不耻禄之不夥,而耻智之不博。”(大意是:一个人不应担心自己的地位不高,而应担心自己的道德不高尚;不该为自己的收入微薄而羞耻,而应当为知识不广博感到害臊。)这不仅是张衡光辉人格的真实写照,也是后来者勉励自己奋发成材的座右铭。
为科学事业奋斗终身的张衡,晚年心力交瘁,体弱多病。公元139年,这位人类史上罕见的伟大科学家终于永远离开了他魂萦梦绕的事业,终年62岁。
◆黄道婆
黄婆婆,黄婆婆,
教我纱,教我布,
二只筒子,两匹布。
这是流传在上海地区的一首民谣。几个世纪以来,它像一座无形的碑,铭刻着一位平凡而伟大的中国女性的光辉业绩;它像一团熊熊的火,温暖着无数勇于追求自由美好生活的黎民百姓的心。民谣中歌颂的黄婆婆,就是中国古代纺织史上芳名永存的科学技术革新家黄道婆。
关于黄道婆,在我国正统观念的正史中,竟没有一鳞半爪的记载,所以,有关她的生卒年代和详细身世,已无法查考,只能从民间传说和一些零星材料中,得知一个大概。
黄道婆出生在南宋末年那多灾多难的时代。战乱、灾荒、苛捐杂税,把美丽富庶的江南变成了人间地狱。黄道婆的家乡松江府乌泥泾镇(今上海县龙华镇),土地贫瘠,粮谷短缺,百姓更是难以度日,不少人都靠种植棉花、纺线织布勉强糊口。