张衡的故事：辩论
天是什么形状?日月星辰怎样运行?这是自古以来人们想象、争论、研究而没有解决的问题。人们仰望天空，似乎天顶中心非常高远，四周渐低，于是想象天的形状，像是一个翻转过来的盆子，那日月星辰都沿着盆子移动。这种说法称"盖天说"，持这种说法的人称"盖天派"。
反对盖天说的人提出疑问道：
"如果这样，那么太阳在什么地方过夜呢?"
盖天派的人急辩说：
"这翻转的盆子的盆边是很宽的，好像斗笠或车盖。太阳白天横过天空，晚上从西边极远处绕回东方。为什么晚上看不见太阳光，是因为太远的缘故。"
盖天派由北斗绕着北极转的现象又认为天的中心是北极。
在洛阳见到的北极，远离洛阳的天顶（在洛阳，天北极位于地平线以上34度多，照我国古代算法是36度）。以北极为天盖的中心，岂不是说那天盖并非端正地罩在地上，而是歪罩着了?
盖天派答复说：
"正是如此。那天盖就像一只歪放着的车盖。"
在我国西汉时期，有些不满盖天说的人提出一种新的说法。他们认为：天是浑圆的，天包地外，这叫浑天说。
太阳在哪里过夜?浑天派认为，太阳是绕着地转动的。当它转到地的上面，就是白天；它转到地底下去了，就是黑夜。太阳在地底下过夜，并且从西边地底下绕到东边地底下，再从地平线上冒出来，于是天亮了。
浑天派认为：星星都附着在浑圆的青天上。天带着许多星星，绕北极旋转。靠近北极的星星，例如北斗七星，它们在天空绕圈子，不沉往地下，一年四季，只要晴 天，从黄昏到天明都能见到。距北极较远的星呢，就有东升西沉的现象。这东升西沉，既是绕着天上的北极旋转，又是绕着地旋转。
盖天派对浑天说也有怀疑。他们认为：这广阔无边的大地，虽有高山、平原之分，总的说来都是平的。有人远行几万里，所见都是平地，并没有转到地下去，天怎么能包着地呢?
盖天派认为，就算地面是弧形的吧，海不可能是弧形，因为水始终保持水平状态。浑天派也不能否认海是平的，所以他们说：地只指大陆。而海是在大地之外，充满大地的四周。直到天边。大地有一半浮在海水之上，就是我们所居住的陆地；还有一半沉在海水以下。
浑天派和盖天派反复辩论，各不相让。其中著名学者桓谭和《太玄经》作者扬雄的辩论最有趣。桓谭是浑天派，扬雄是盖天派，两人争论多次，桓谭越说越有理，扬雄的论点多次被桓谭驳倒。最后，扬雄说：
"你说得有理。我现在相信浑天说了，跟你做徒弟吧！"
从小想了解天地秘密的张衡，阅读两派辩论的材料，感到很有趣。他逐渐认为：浑天说虽还不能解释所有的疑问，但显然比盖天说正确。
他对朋友们说：
"扬雄放弃盖天说，改信浑天说，不是没有道理的。"
接着，他就滔滔不绝地宣传浑天说的道理。
如果朋友是盖天派，张衡就指出盖天说的谬误，说明只有浑天说正确。在他的宣传下，不少盖天派的人，站到浑天派的旗帜下来了。
张衡对我国从古以来发达最早的天文学以及各家各派的理论，作了广泛精密的研究，并且亲自不断地观察天象，摸索日、月、星辰运行的规律，着实下了七、八年 苦功。最后，他认为浑天说是比较好的。因此，他根据浑天说的理论，再加上他实际观察的收获，创造了一套在当时要算是最完整最先进的天文学说。
张衡在浑天学说里，很详细地讲到了赤道、黄道、北极上规、南极下规等，找出了太阳运行的规律（实际上是地球围绕太阳公转的规律），因此能够解释夏天昼长夜短、冬天昼短夜长的原因，说明春分和秋分时昼夜时间一样长短的理由。
他对朋友说：
"月亮不会发光，人们看到月亮发光是由于太阳光照在它的上面的缘故。月亮不停地绕着地球转，当它和太阳位于同一个方向的时候，它被太阳照亮的这一半，正 好背着大地，向着大地的是黑暗的那一半。这一天，我们在地球上完全看不见月亮，叫做朔日，就是阴历每月的初一日。到了阴历十五或十六，月亮和太阳处在大地 两边相冲的方向，这时月亮被太阳照的那一半正对着地球，我们便看到圆圆的满月了。"
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