张衡做太史时,专心钻研天文历算。当时,有一种比较先进的天文学说,叫浑天说。浑天说认为天是浑圆的,天像蛋壳、地像蛋黄。在天的中间,日月星辰都在“蛋壳”上不停地转动。他认为这样的结论并不可靠。于是,他坚持观测天象,记录了大量恒星运动的资料。经过大量的观察研究,他创制了一种能表现浑天思想的浑天仪,仪器上表现的情况竟同天空中星象出没的实际情况完全相同。在1800多年前,能创制出这样精巧的仪器,这是很了不起的。当然,没有经过大量的观察研究,也不可能出这样的成果。
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