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张衡，字平子，章帝建初三年（公元78年），诞生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳市城北五十里）一个破落的官僚家庭。祖父张堪是地方官吏，曾任蜀郡太守和渔阳（今河北省蓟县一带）太守。张衡幼年时候，家境已经衰落，有时还要靠亲友的接济。"自古英才多贫贱，从来纨绔少伟男"
，正是这种贫困的生活对他的成长起到了很好的作用。当时的南阳是经济和文化都很发达的地区，有"南都"之称。张衡在这样的环境熏陶下，加上他自幼刻苦好学，在青少年时代就已经为后来从事文学和科学事业打下了良好的基础。
由于家中的经卷典籍慢慢地不能满足张衡的求知欲望了，于是从十六岁开始，他便离乡游学，广结学者名流。他曾到汉朝故都长安一带，游览了当地的名胜古迹，考察了周围的山川形势、物产风俗、世态人情。后来他又到了当时的首都洛阳，就读于最高学府―大学。并成为学识比较渊博的学者。当时，地方上曾经推举他做"孝廉"，公府也多次招聘他去做官，但都被他拒绝了。
张衡自幼就对文学有特殊的爱好和研究。他的文学作品很多，风格也各不相同。有的形式短小，重在抒情，如《归田赋》。有的气势磅礴，广写景物，如《二京赋》；有的特色突出，独树一格，如《四愁诗》、《同声歌》等。和帝永元十二年（公元100年），二十三岁的张衡应邀回乡出任南阳太守鲍德的主簿，掌管文书工作。并在办理政务之余，潜心于文学创作。他以游学长安和洛阳的见闻作为素材，先后花了十年功夫，于安帝永初元年（公元107年）写成着名的文学着作《东京赋》和《西京赋》，总称为《二京赋》。文中，张衡以很大的篇幅无情揭露讽刺了当时京师中帝王贵族"取乐今日，遑恤我后，既定且宁，焉知倾"的腐败寄生生活，受到人民的欢迎而传诵于世。
后来，鲍德调任，张衡便辞职回家。掌握朝政的皇亲邓骘为了笼络士人，几次派人邀请张衡作他的幕僚，以增强自己这一派的势力。但张衡一方面厌恶外戚专权，一方面想专心钻研学问，都坚决地拒绝了。
在张衡三十四岁的时候，他的研究兴趣逐渐转到哲学和自然科学方面。他很喜爱扬雄（公元前53-公元18年）的哲学着作《太玄经》。《太玄经》的内容涉及天文、历法、数学等方面，引起了他很大的兴趣。《太玄经》里的一些朴素的唯物主义观点也给了张衡以很大的启发。
安帝永初四年（公元111年），张衡应征进京，先后任郎中、太史令、公车司马令等低、中级官职。其中担任太史令时间最长，前后达十四年之久。太史令是主持观测天象、编订历法、候望气象、调理钟律（计量和音律）等事务的官员。在他任职期间，对天文历算进行了精湛的研究，做出了重大的贡献。
汉朝时，关于天体运动和宇宙结构的学说已经出现了三种：盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说创立最早，它认为天在上，地在下，天象一个半圆形的罩子，大地是平的，或者象一个倒扣着的盘子。浑天说主张天是浑圆的，日月星辰会转入地下。至于大地，早期的浑天说认为大地是平的，东汉三国时期的陆绩（公元187－219年）等进一步提出了大地是球形的概念，使浑天学说臻于完备。宣夜说却认为天没有一定的形状，而是无边无际的充满气体的空间，日、月、五星（金、木、水、火、土五大行星）等都飘浮在气体中。
张衡根据自己对天体运行规律的认识和实际观察，认真研究了这三种学说，认为浑天说比较符合观测的实际。他继承和发展了前人的浑天理论，在西汉耿寿昌发明的浑天仪的基础上创制了一个能够精确在表演浑天思想的"浑天仪"。他精通天文、历算，具有很强的革新思想，先后写出了《灵宪》、《灵宪图》、《浑天仪图注》等天文学着作，成为东汉中期浑天学说的代表人物之一。
张衡之所以能够在科学上做出杰出成就，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。张衡一生为我国的科学文化事业作出了卓越的贡献，是我国古代伟大的科学家之一。他谦虚谨慎、勤学不倦，在所从事的事业中表现出了一丝不苟、精益求精、不畏强权、勇于进取的研究风格。而他不慕名利的高尚品德更值得我们学习。
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