桓谭、班彪、张衡，是东汉前期在学术上有成就的人物。
第一节桓谭①
多才多艺
桓谭（前20左右—约56），字君山，沛国相县（今安徽淮北市相山）
人。其父于成帝时为太乐令。桓谭“以父任为郎”；或说桓谭入任，是由宋弘的推荐②。
桓谭擅长音乐，善于弹琴。宫廷举行宴会，皇帝往往命他弹琴助兴③。他博学通达，遍习《五经》，皆训诂大义，不为章句。能文章，尤其喜欢古学，多次从刘歆、扬雄辩析疑异。还喜欢歌舞杂戏。穿着简易，不修威仪。对俗儒轻视讥笑，因此多受排挤。
西汉末年，桓谭官位不高，不过当个郎官而已。他与傅晏相善。傅晏是傅皇后之父，起先颇为得势，稍后董昭仪受皇帝宠幸，其兄董贤因裙带关系而用权，傅皇后日益被疏远，傅晏因失势而闷闷不乐。桓谭告戒他要防宫廷之变，注意董贤的动向，要收敛、谦退，以避祸殃。傅晏接受了桓谭的意见，才免遭董贤之害，“故傅氏终全于哀帝之时”。
董贤当上了大司马，闻桓谭之名，要与他结交。桓谭是正派人物，先奏书劝告他“以辅国保身之术”，未被接受，就不与他往来。王莽掌握大权时，天下之士大多数对王莽吹牛拍马，阿谀奉承，以求升迁。桓谭则不然，“独自守，默然无言”，故他这时仅为掌乐大夫。农民大起义时，桓谭参予了活动，被更始政权召任为太中大夫。
议论时政刘秀当上了皇帝（称光武帝），桓谭被征召待诏，上书言事“失旨”，即不符合光武帝的要求，未被任用。后来大司空宋弘推荐了他，任为议郎、给事中。
他呈上《陈时政疏》，论说时政，主要内容是：首先，任用贤人。他说：“国之废兴，在于政事；政事得失，由于辅佐。”故须任用贤能，争取“政调于时”。他在《新论》里论道：“治国者，辅佐之本。其任用咸得大才，大才乃主之股肱羽翮也。”意思是，皇帝的辅佐，乃治国之本；国家用了大才，犹如长了翅膀，就可以腾飞。他认为贤才有“五品”，最高级的是“才高卓绝于众，多筹大略，能图世建功者，天下之士也。”就是说，大贤的主要特点是能为国家出谋筹略，建功立业。他指出，自古以来在用人问题上有一些正反两方面的经验教训。在发现和使用人才方面存在三难：一是贤才少，而庸才多，“少不胜众”，贤才被凡庸所淹；二是贤才特异非凡，往往不被①本节主要依据于《后汉书·桓谭传》，凡引本传文字不另加注。
②参考《后汉书·宋弘传》。
③参考《后汉书·宋弘传》。
人所认识，“乃世俗所不能见”；三是贤才往往被谗、被疑，还往往受害。故他强调：“是故非君臣致密坚固，割心相信，动无间疑，若伊（尹）、吕（望）之见用，傅说通梦，管（仲）、鲍（叔）之信任，则难以遂功竟意矣。”“（君）如不听纳，施行其策，虽广知得，亦终无益也。”①意思是，君主招贤，能否使用并发挥其作用，关键在于勿疑而信任，采纳并施行其策。
其次，设法禁奸。他建议，申明法令，惩办行凶违法者，包括知法犯法者，争取社会安宁。
再次，重农抑商。他说：“理国之道，举本业（农业），而抑末利（商贾）。”打击兼并之徒和高利贷者，不让商人入仕做官，令诸商贾“自相纠告”，即互相揭发奸利之事，除了劳动所得，把一切非法所得都赏给告发者。这样，就可以抑制富商大贾盘剥百姓，而劝导百姓务农，多生产粮食而尽地力。
还谈，统一法度。他说：“法令决事，轻重不齐，或一事殊法，同罪异论。”这就容易被奸吏钻空子而“因缘为市，所欲活则出生议，所欲陷则与死比”，这样上下其手，必然使奸猾逍遥法外，而使无辜者受害。现在应令通义理、明法律的人，“校定科比，一其法度”，通令颁布，使天下人遵守。这才可使吏民有法可依，而难以胡作非为。
此书呈送上去，没有受到光武帝重视。
桓谭著《新论》的旨趣在于“兴治”。他提倡“霸王道杂之”的治道，并对王霸之道作了阐释。何谓王？“赏善诛恶，诸侯朝事，谓之王。”王何术？“夫王道之治，先除人害，而足其衣食，然后教以礼义，使知好恶去就。是故大化四凑，天下安乐。此王者之术。”何谓霸？“兴兵众，约盟誓，以信义矫世，谓之霸。”霸何术？“霸功之大者，尊君卑臣，权统由一，政不二门。赏罚必信，法令著明，百官修理，威令必行，此霸者之术。”他认为，现实需要王霸杂用：“唯王霸二盛之义，以定古今之理焉。”王霸之道对时政一定有利：“王者纯粹，其德如彼，霸道驳杂，其功如此。俱有天下，而君万民、垂统子孙，其实一也。”按他所论，“霸王道杂之”的大致内容是这么三个要点：一是除害、富民，以礼义教民；二是加强皇权，统一法度；三是百官修理，威令必行。换句话说，就是把民生问题放在首位，同时注意巩固政权，防止政治腐败。这在两汉之际百姓遭殃、政权不稳、政治腐败的情况下，是有一定针对性和现实意义的。
批判谶纬迷信当时光武帝刘秀正迷信谶记，多以它来决定疑难。所谓谶记，是预言未来事象的文字图录。刘秀起兵夺权和巩固统治，就以它来笼络人心，作为思想统治工具。
桓谭针对于此，上《抑谶重赏疏》，劝谏光武帝。他说：儒家的传统，“咸以仁义正道为本，非有奇怪虚诞之事”。孔子难言天道性命，子贡等人不得而闻，后世俗儒岂能通之！“今诸巧慧小才伎数之人，增益图书，矫称谶记，以欺惑贪邪，诖误人主，焉可不抑远之哉！”他指出，谶纬的预言“虽有时合”，然如同占卜一样只是一种偶然性，不足为信。他希望光武帝听取①以上引文均见《新论·求辅》。参见严可均校辑《全后汉文》卷十三。意见，“屏群小之曲说，述《五经》之正义”。他深信自己的观点正确，有益于正道，“合人心而得事理”。同时，桓谭还向光武帝建议，在进行统一战争时，应当重赏将士，使其尽心效力，不可听任他们勒索百姓，“虏掠夺其财物”，使兵民各生狐疑，而不得早日安平。
基于上述观点，桓谭还反对灾异迷信。他说：“灾异变怪者，天下所常有，无世而不然。”①对于怪异现象，只要明君、贤臣等能够修德、善政“以应之”，就可以逢凶化吉，“咎殃消亡而祸转为福”。尽管他还保留了天人感应思想的因素，但在当时仍具有进步意义。
明智的形神论桓谭于《新论·形神》篇，专论形神关系，对战国以来社会上流行的神仙方术迷信思想严肃地进行了批判。
当时统治者幻想长生不死得以永久统治人民而尽享荣华富贵。方士投其所好，宣称只要“寡欲养性”、“服不死之药”，就可以“长生不老”。桓谭认为，人的生长老死和一切生物的自然本性一样，无可改易。他指出：“生之有长，长之有老，老之有死，若四时之代谢矣。而欲变易其性，求为异道，惑之不解者也。”意思是，人的生长老死乃自然规律，不可违背，所谓“长生不老”只是迷信和妄想。
方士宣称精神独立于形体之外，而且对形体起决定性作用，故人“养神保真”就可以长生不死。桓谭与此论针锋相对，论说精神依赖于形体，形体对精神起决定性作用。他以蜡烛与烛火的关系，作为形体与精神关系的比喻，论道：“精神居形体，犹火之然（燃）烛矣，..烛无，火亦不能独行于虚空。”就是说，蜡烛点燃而有烛火，蜡烛烧尽，烛火就熄灭，就不可能凭空燃火。人老至死，就不可能再存在精神，“气索而死，为火烛之俱尽矣”。至于养身，可能延长人的寿命，但也不能使人长生；生命是有限的，“至寿极亦独死耳”。他认为，明智之士不会相信长生不死的谎言，只有愚昧者才迷信之，“明者知其难求，故不以自劳”，徒劳是无益的。
桓谭的形神论是唯物主义的，批判了精神可以脱离形体单独存在的唯心主义观点，其反对方士的长生说带有反对一般宗教迷信的意义，对稍后的王充有很大的影响。尽管其论有一定的局限性，但不可否认其在中国思想史上的重大贡献。
坚持己说而终桓谭上书指出皇帝听纳谶记是错误，光武帝看了很不高兴。
中元元年（公元56年），东汉皇朝“初起”灵台①。当时的灵台，是观察天象的地方。光武帝迷信天命，对于建筑灵台十分重视，事先诏令群臣会议灵台建造在什么地方，并对桓谭说：“吾欲以谶决之，何如？”桓谭沉默了一会儿，说：“臣不读谶。”意思是，我对谶不感兴趣。光武帝追问他什么原故。桓谭又极言谶之“非经”，不是正道而是迷信把戏。光武帝大怒，①《新论·谴非》。
①参考《后汉书·光武纪》下。
指责桓谭“非圣无法”，当即下令将桓谭迁出为六安郡丞。
桓谭受此打击，内心“忽忽不乐”，忧郁成疾，在赴任的路上逝世，大约死于初起灵台的中元元年，终年七十余岁。
所著《新论》，言“当时行事”二十九篇。李贤注《后汉书·桓谭传》，列举其篇名有《本造》、《王霸》、《求辅》、《言体》、《见徵》、《谴非》、《启寤》、《祛蔽》、《正经》、《识通》、《离事》、《道赋》、《辨惑》、《述策》、《闵友》、《琴道》等。除了《本造》、《述策》、《闵友》、《琴道》各一篇外，其余均分上下篇。其中《琴道》篇由班固续成。《隋书·经籍志》著录为十七卷，宋时亡佚。今有清人孙冯翼、严可均两种辑本。他还写有“赋、诔、书、奏，凡二十六篇”。
桓谭的论著很受时人和后世学者重视。稍晚的王充很推许《新论》，他说：桓谭作《新论》，“论世间事，辨昭然否，虚妄之言，伪饰之辞，莫不证定”①。这个评语是很高的。范晔写《后汉书》提到，桓谭是两汉之际著名学者，与杜林、郑兴、陈元等人“俱为学者所宗”②。对于他坚持反对谶纬迷信的态度而遭受打击以至“流亡”的命运，不胜感叹，一者说“桓谭、尹敏以乖忤沦败”③，再者说“桓谭以不善谶流亡”④，对于他坚持明智的学术观点深表赞赏，对于他被害至死无限同情，可谓对桓谭为人为学恰当而公允的总结。
桓谭治学，求知求实，追求真理，不唯命是从，不怕打击迫害，这种治学精神，难能可贵，值得士人学者学习。
①《论衡·超奇》。
②《后汉书·陈元传》。
③《后汉书·方术传·序》。
④《后汉书·贾逵传·论》。
第二节班彪
著《王命论》
班彪（3—54），字叔皮，扶风安陵（今陕西咸阳市东北）人。其祖先于秦汉之际在北方从事畜牧业致富，后来世代从政，并受儒学熏陶。祖父况，举孝廉为郎，成帝时为越骑校尉。况女（即彪之姑）被成帝选入宫中为婕妤。大伯父伯，颇有儒学修养，以“沈湎于酒”谏成帝，官至水衡都尉。二伯父斿，博学，官至右曹中郎将，曾为刘向校秘书。父稚，官至广平相，被王莽排挤而为延陵园郎。这样的家世，对班彪的思想、文化以至政治态度都有很大的影响。
班彪幼年与从兄班嗣一同游学，结交较广。二十多岁时，西汉末年农民起义失败，群雄割据，当时隗嚣拥众割据于天水，班彪避难而从之。隗嚣问以世务，班彪对答：周秦以来，统一代替分裂，势之必然。并说：“汉承秦制，改立郡县，主有专己之威，臣无百年之柄。至于成帝，假借外家，哀、平短祚，国嗣三绝，危自上起，伤不及下。故王氏之贵，倾擅朝廷，能窃号位，而不根于民。是以即真之后，天下莫不引领而叹。十余年间，中外骚扰，远近俱发，假号云合，咸称刘氏，不谋同辞。”意思是说，刘汉政权，深入人心，外戚窃权，众所反对，百姓思念刘氏复汉。这个说法，虽然含有正统思想，但还是反映了当时实际情况的。隗嚣不同意这个看法，认为群雄逐鹿，强者称雄，“汉家复兴”之说不可信。
为了充分表达己见，班彪乃著《王命论》，他认为：汉德承尧，有灵命之符，深入民心，不可动摇，“神器有命，不可以智力求也”。故百姓起事失败，王莽窃权诛灭。“穷达有命，吉凶由人”，陈婴之母知项氏必亡，王陵之母知刘氏必兴，可谓懂得祸福之机。同时还论说刘邦兴汉，有“帝尧之苗裔”、“体貌多奇异”、“神武有征应”、“宽明而仁恕”、“知人善任使”等五大特点。认为天命加人事，才能成帝业。所以识世务者，应当“拒逐鹿之瞽说，审神器之有授”，不可妄图而贻笑天下。
因隗嚣固执己见，顽固地割据称雄，班彪只能离去，投奔河西窦融，颇受窦融器重，任为从事。他为窦融划策，归顺刘秀政权，总河西以拒隗嚣。这对东汉统一是有功的。光武帝刘秀闻知其才干，召见了他，举茂材，任为徐县令，后因病免官。又为司徒掾，是司徒的属官。他时有奏言，对时政作出建议，如《复护羌校尉疏》、《上言选置东宫及诸王国官属》、《奏议答北匈奴》等。
作《后传》班彪专心于史学，尤好汉代史。汉武帝时，司马迁所撰的《太史公书》（后称《史记》），从传说中的黄帝写到当代汉武帝，后事缺而不录。后来褚少孙、刘向、刘歆、冯商、扬雄等十多位学者都曾缀集时事，或补或续之。班彪认为续作者“多鄙俗”，不足以踵继司马迁之书。于是继采西汉遗事，又旁贯异闻，作《后传》数十篇。此书是接续《史记》之作，但“不为世家，唯纪、传而已”。
①本节主要依据于《汉书·叙传》及《后汉书·班彪传》，凡引此两传文字不另加注。《后传》原书已佚，其内容已多为《汉书》吸收，只是无法辨认清楚了。今《汉书》的元帝、成帝二纪及韦贤、翟方进、元后三传的《赞》，还保留有班彪的史论文字①。《元帝纪赞》称元帝“多材艺”、“少而好儒”，即位后任用儒生，“贡（禹）、薛（广德）、韦（贤）、匡（衡）迭为宰相”，而元帝“牵制文字，优游不断，孝宣之业衰焉”。这是评论元帝懦而不才，掌权无能，从此汉朝走了下坡路。《成帝纪赞》先称成帝“善修容仪”，“可谓穆穆天子之容者”，似乎是予以表扬；但笔锋陡然一转，“然湛（耽）于酒色，赵氏乱内，外家擅朝，言之可为于邑。建始以来，王氏始执国命，哀、平短祚。莽遂篡位，盖其威福所由来者渐矣。”这是指责成帝荒淫，大权旁落于外戚，终于有王莽篡权的悲剧。此论与其答隗嚣问和《王命论》的含意是一致的。《翟方进传赞》肯定翟义起兵反对王莽是“怀忠愤发”，但又哀叹他“义不量力”而失败，弦外之音是，只有刘秀得天人之助，才能拨乱反正。《元后传赞》总结历来“女宠”的危害，同时指出王莽依恃元后（王政君，王莽之姑）而逐渐窃取大权。所谓“位号已移于天下，而元后卷卷（同“拳拳”）犹握一玺，不欲以授莽，妇人之仁，悲夫！”实乃讽刺元后是一个被王莽欺诳玩弄的非常可怜的愚弱老妇。
《元后传》记述：平帝死后，孺子婴尚未立之时，汉朝传国玺藏在长乐宫元后之处。“及莽即位，请玺，太后不肯授莽。莽使安阳侯舜谕指。舜素谨敕，太后雅爱信之。舜既见，太后知其为莽求玺，怒骂之曰：‘而（尔）属父子宗族蒙汉家力，富贵累世，既无以报，受人孤寄，乘便利时，夺取其国，不复顾恩义。人如此者，狗猪不食其余，天下岂有而兄弟邪！且若自以金匮符命为新皇帝，变更正朔服制，亦当自更作玺，传之万世，何用此亡国不祥玺为，而欲求之？我汉家老寡妇，旦暮且死，欲与此玺俱葬，终不可得！’太后因涕泣而言，旁侧长御以下皆垂涕。舜亦悲不能自止，良久乃仰谓太后：‘臣等已无可言者。莽必欲得传国玺，太后宁能终不与邪！’太后闻舜语切，恐莽欲胁之，乃出汉传国玺，投之地以授舜，曰：‘我老已死，如而兄弟，今族灭也！’舜既得传国玺，奏之，莽大说（悦），乃为太后置酒未央宫渐台，大纵众乐。”此写元后握玺投玺的言行情态，可谓生动传神。如果说《元后传》原是班彪所作；那么，也就可以肯定班彪的史传文字是很出色的。史学思想及其影响班彪曾作《前史略论》，评论前史（指《史记》）得失，为了撰写《后传》有所改进。他简要地追述了先秦秦汉之际的史官和史籍，着重评论司马迁所著《史记》的内容、体裁、体例和思想。他说：“迁之所记，从汉元至武以绝，则其功也。”“然善述序事理，辩而不华，质而不野，文质相称，盖良史之才也。”充分肯定了司马迁的史才。但又评道：“其论述学，则崇黄老而薄《五经》；序货殖，则轻仁义而羞贫贱；道游侠，则贱守节而贵俗功：此其大敝伤道，所以遇极刑之咎也。..诚令迁依《五经》之法言，同圣人之是非，意亦庶几矣。”对司马迁与汉儒思想分歧之异端思想极尽讽刺，表明了他的正宗观点，自然也是他写《后传》的指导思想。《前史略论》是①《元帝纪赞》“臣外祖兄弟为元帝侍中”，《成帝纪赞》“臣之姑充后宫为婕妤”，其中的“臣”为班彪自称，“外祖”指金敞，“婕妤”即班婕妤。
中国古代较早的一篇史学论文，可谓儒家正统史学观点的代表，在中国史学理论史上有一定的地位。
班彪的历史思想和史学思想，对班固和《汉书》有直接而深刻的影响。
检阅班固在《汉书》中述论西汉盛衰兴亡及撰写儒林、游侠、货殖等传的旨趣，就可了然。
班彪于建武三十年（公元54年）病死于望都长任上，卒年五十二。所著除《后传》外，还有“赋、论、书、记、奏事合九篇”。有些文字流传至今，清人严可均的《全上古三代秦汉三国六朝文》有所收辑。
总的来看，班彪其人，在两汉之际的历史形势中，投靠刘秀，撰写《后传》，鼓吹“王命”，促进统一，政治上是识世务者，思想上是个正统论者，史学上有一定成绩，但无多大创新。
第三节张衡和他在文学上的成就
张衡早年的文学兴趣
张衡是公元一、二世纪间我国著名的文学家，也是卓越的数学家、天文学家、地理学家。
张衡（78—139），字平子，南阳西鄂（河南南阳县南）人。他年轻时，家境并不很好。但也受到教育，早年即善于为文。十六七岁，他便离家拜师访友。从他家西北行，过武关，经蓝田、南山，到达长安。他游览了三辅，京兆、右扶风、左冯翊。此后，东去新丰，参观骊山沮泉，作了一篇《温泉赋》。这是他的少作之一。
由新丰再向东，过函谷关，张衡就到了京师洛阳。这时候的洛阳，早一辈的思想家、文学家和学者已经不多见了。王充已年过七十，未知是否还在人世。大将军窦宪幕府里几位著名的文人，随着窦宪的垮台，也都去世了。班固、崔骃都于和帝永元四年（公元92年）逝世。傅毅还死在他们的前头。贾逵还健在。和帝永元六年（公元94年），崔骃的儿子崔瑗到京师来了，他慕贾逵之名，就跟贾逵学会了天文、历数、京房《易传》、六日七分等学问，为太学里诸儒生所钦佩。张衡大概在这时候认识了崔瑗，并成为最要好的朋友。
张衡兴趣广泛，自学了《五经》，贯通了六艺的道理，而且还好研究算学、天文、地理和机械制造等。
但在青年时期，他的志趣大半还在文学——诗歌、辞赋、散文。扶风班氏是著名的书香世家，班固当时的新著《汉书》，虽很难读、难得，他可能部分看过；大赋《两都赋》，他也可能找到了。在洛阳，张衡的名气渐渐地有了，朋友也多起来了，他结交了马融、王符、窦章等。有人荐举张衡为孝廉，他漠然无动于衷。有些公府请他为属官，他也无意去作。张衡虽非高傲，但不愿与“俗人”交游。因此，他在洛阳几年，所专注的仍是他自己所喜爱的文学创作。他有一篇《定情赋》，可惜只存这样四句：夫何妖女之淑丽，光华艳而秀容。断当时而呈美，冠朋匹而无双①。
这是对美人的赞叹和思慕。他还写了一篇《七辩》。凡“七”之类，也是一种赋的形式，始创于前汉初期淮阴人枚乘的《七发》，以七事启发“太子”而得到使听者悔悟的目的。到了张衡时代，这种赋体仍有人模拟试作。张衡的《七辩》，借无为先生与虚然子等的谈话而表达自己的志趣所在。虚然子言“宫室之丽”，雕华子言“滋味之丽”，安存子言“音乐之丽”，阚丘子言“女色之丽”，空桐子言“舆服之丽”，依卫子言“神仙之丽”。无为先生对前五子之说都默然无对；对依卫子之说虽有所言，实际也不以为然，末以“将飞未举”一语婉然谢绝了。最后，髣无子曰：在我圣皇，躬劳至思，参天两地，匪怠厥司。率由旧章，遵彼前谋，正邪理谬，靡有所疑。旁窥八索，仰镜三坟，讲礼习乐，仪则彬彬。是以英人底材，不赏而劝，学而不厌，教而不倦。于是二人之俦，列乎帝庭，揆事施教，地平天成。然后建明堂而班辟雍，和邦国而悦远人，化明如日，下应如神，汉虽旧邦，其政惟新。
髣无子这一段话，真正打动了无为先生的心，“而先生乃翻然回面曰：‘君①本节主要取材于《后汉书·张衡传》，凡引此传文字不另作注。
①《全后汉文》卷五十三。
子一言，于是观智，先民有言，谈何容易！予虽蒙蔽，不敏指趣，敬授教命，敢不是务。’”①这是一篇赋体的寓言。张衡借髣无子的口，倾吐了自己的理想，“汉虽旧邦，其政惟新”，他把现实想象得这样完美，中兴的汉室，将达到圣人之治的神化境界。但现实距此境界又如此遥远，他也不敢期其必然，所以他在兴奋之余，还只能表示“敬授教命”，努力以赴，将来究将如何，不敢多言了。
南阳时期《二京赋》和《南都赋》的创作京都洛阳是不能久居的。张衡回到了家乡南阳。在这里，他做了南阳太守鲍德的主簿。鲍德是西汉末年鲍永的孙子。永初从更始，后归刘秀。有子名昱，昱子德。在《后汉书·鲍昱传》末有一段关于鲍德的记载：子德，修志节，有名称，累官为南阳太守。时岁多灾荒，唯南阳丰穰，吏人爱悦，号为神父。时郡学久废，德乃修起横舍，备俎豆黻冕，行礼奏乐。又尊飨国老，宴会诸儒，百姓观者，莫不劝服。在职九年，徵拜大司农，卒于官。
鲍德是哪年为南阳太守的，这里没有说。张衡为南阳太守主簿，有他的《绶笥铭·序言》①为证。但从哪年开始的，也没有讲清楚。据近人孙文青《张衡年谱》，张衡从二十三岁（永元十二年，公元100年）开始为南阳太守主簿，大致是可信的。张衡和太守鲍德相处很好，他为太守做文书工作。除本职工作之外，时间还是不少的，他有可能继续进行文学创作。他写了一篇与《定情赋》有关的《同声歌》：邂逅承际会，得充君后房。情好新交接，恐栗若探汤。不才勉自谒，贱妾职所当。绸缪主中馈，奉礼助烝尝。思为苑蒻席，在下蔽匡床。愿为罗衾帱，在上卫风霜。洒扫清枕席，鞮芳以狄香。重户结金扃，高下华灯光。衣解巾粉御，列图陈枕张。素女为我师，仪态盈万方。众夫所希见，天老教轩皇。乐莫斯夜乐，没齿焉可忘②。
这写新婚夫妇的喜悦，以新妇的口吻，自述尽妇道，供妇职，求得白首不忘的幸福。这是一首合乐可歌的文人乐府。这种五言诗体，在张衡时，还在创造的途中。它说的是直接的抒情叙事呢，还是借新婚夫妇的相得心情而有所比喻呢？这是不易肯定的。但如果以之比喻和鲍德的官属友谊关系，似乎也是说得通的。
在南阳的官邸里，张衡完成了蓄志已久、酝酿约有十年的《二京赋》。
这两篇与著名文章家班固的《两都赋》相仿。它们的形式相似，寓意也无异，都是说一个故事，以铺陈西都的奢侈为鉴戒，而盛赞东都的节俭以进行讽谕，对统治者都是有益的。但班张的时代已不同，张衡所处的后汉社会危机已逐渐地加剧了，所以他在《东京赋》里所表示的讽喻比班固讲的深刻多了。这不是“劝百而讽一”的小讽，而是站在皇朝危亡的高度，大声疾呼了。
今公子苟好剿民以媮乐，忘民怨之为仇也；好殚物以穷宠，忽下叛而生忧也。夫水所以载舟，亦所以覆舟。坚冰作于履霜，寻木起于蘖栽。昧旦丕显，后世犹怠。况初制于甚泰，服者焉能改裁？故相如壮上林之观，扬雄骋羽猎之辞，虽系以聩墙填堑，乱以收置解罘，卒无补于风规，祇以昭其愆尤。臣济奓以陵君，忘经国之长基。故函谷击柝于东，西朝颠覆而莫持。凡人心是所①《全后汉文》卷五十五。
①《全后汉文》卷五十五。
②逯钦立：《汉诗》六。
学，体安所习，鲍肆不知其臰，翫其所以先入；咸池不齐度于■咬，而众听或疑：能不惑者，其唯子野乎！..这一段的讽谏之辞，决不是纵横家那样的危言耸听，而是从人民能否承受的观点以阐明统治者不知不觉的奢侈所带来的严重的以致于亡国的后果。它的高度的思想性决不是班固所能想象的。
张衡在南阳除完成了《二京赋》，还写了一篇《南都赋》，这当是对光武皇帝的歌颂，也是对自己家乡一隅之地快意的描绘和赞美。就大赋说，这是一种前所未有的创作。但其结构则比较简单，弘富亦逊于前者。
鲍德为南阳太守，在职九年。调为大司农，病卒。张衡在鲍德调离南阳后，没有跟着他走。这时朝廷上是邓太后临朝，邓氏兄弟秉权，做出招举士人的模样，张衡不为所动。但张衡还是有书信和邓骘保持联系。
两任太史令。《思玄赋》、《四愁诗》和《归田赋》安帝早知张衡“善术学”，就于永初五年（公元111年）以公车特请他到京都来，给以亲近的郎中职位。这时（前一年）朝廷刚成立一个校订典籍的组织，“诏谒者刘珍及《五经》博士，校定东观《五经》、诸子、传记、百家艺术，整齐脱误，是正文字”①。东观在洛阳南宫，是皇家的藏书处。当时有名的学者如马融、窦章等都在这里，为校书郎。张衡没有在东观校书，他由郎中迁为尚书郎，再迁为尚书侍郎。元初二年（公元115年）又迁为太史令，这年他三十八岁。这个职官主管天文、历法等等，对他是合适的，他在这方面早有修养，新任职守又给他创造了进一步钻研的条件。这样，从理论到实践，他就不断地有所贡献了。张衡第一次为太史令共六年。经过公车司马令五年的转折，从顺帝永建元年（公元126年）再为太史令，又七年。前后十三年的专业职守，使他的科学事业日益巨大而显著。顺帝阳嘉元年（公元132年）即复为太史令的最后一年，他发明了“候风地动仪”，即地震仪。这是世界上地震仪的鼻祖。此事载之《后汉书·安帝纪》，可见当时受到的重视。
作为科学家和文学家的张衡，并不是不关心政治的。顺帝时，尚书令黄琼上疏言事，颇致力于腐朽内政的改革。张衡在这种朝气复萌的形势下，亦自陈其思想政治上的主张。自光武帝以来，图谶成为统治者欺骗人民的工具。张衡愤其虚妄，首先上疏论其言而无征，实为少数妄人欺世愚民捏造出来的把戏。他以秦至西汉末的历史事实，证明本无图谶，则知图谶成于哀平之际。后来有些人所言某些灾异，亦无事实效验。因此他主张“宜收藏图谶，一禁绝之，则朱紫无所眩，典籍无瑕玷矣”。这些议论在当时是很大胆的，没有多少人敢说，而且儒者们一直在“争学图谶”。这时朝政大权已由外戚转移于宦官集团。张衡复上疏言事。但张衡作为太史令，不在公卿之位，他的几篇奏章，虽都言之成理，一律是无效的。这样，他对政事就愈来愈没有兴趣了。
顺帝即位后，张衡再转为太史令。这职务在他为专业对口，但也说明了他长久官升不上去，总不能没有一点感慨。于是他仍用与客谈话的形式，作《应间》赋，表达了他的仕途不得意的情绪。
①《后汉书·安帝纪》。
阳嘉元年，张衡发明地震仪。次年，迁为侍中。他接近了皇帝，进言的机会多了。而宦官们则怕张衡告他们的状，揭发他们的丑恶，常以凶恶的目光威胁他。因此当顺帝问他事时，张衡就情不自禁地简单说了几句不明不白的事。但宦官们始终不放心张衡在顺帝身边，共同诬陷，一意要驱逐他离去。本来张衡就受老庄思想影响，以为人的吉凶祸福，幽微深藏于无形之中，说不定哪一天要得祸，因此又作了一篇《思玄赋》，开始说：仰先哲之玄训兮，虽弥高其弗违。匪仁里其焉宅兮，匪义迹其焉追？潜服膺以永靓兮，绵日月而不衰。伊中情之信脩兮，慕古人之贞节。竦余身而顺止兮，遵绳墨而不跌。志团团以应悬兮，诚心固其如结。旌性行以制佩兮，佩夜光与琼枝。镌幽兰之秋华兮，又缀之以江蘺。美襞积以酷烈兮，允尘邈而难亏。既姱丽而鲜双兮，非是时之攸珍。奋余荣而莫见兮，播余香而莫闻。幽独守此仄陋兮，敢怠遑而舍勤。幸二八之遻虞兮，嘉传说之生殷；尚前良之遗风兮，恫后辰而无及。何孤行之茕茕兮，孑不群而介立？感鸾鹥之特栖兮，悲淑人之稀合。这是一首骚体赋，学屈原《离骚》，坚持自己的理想而不可得，则云游上下四方，以至于天上。
据开阳而頫盻兮，临旧乡之暗蔼。悲离居之劳心兮，情悁悁而思归。魂眷眷而屡顾兮，马倚辀而徘徊。虽遨游以媮乐兮，岂愁慕之可怀。出阊阖兮降天涂，乘飚忽兮驰虚无。云霏霏兮绕余轮，风眇眇兮震余旟。缤联翩兮纷暗暧，倏眩眩兮反常闾。从天上又回人间。收畴昔之逸豫兮，卷淫放之遐心。脩初服之娑娑兮，长余珮之参参。文章焕以粲烂兮，美纷纭以从风。御六艺之珍驾兮，游道德之平林。结典籍而为罟兮，欧儒、墨而为禽。玩阴阳之变化兮，咏雅、颂之徽音。嘉曾氏之《归耕》兮，幕历陵之钦崟。共夙昔而不贰兮，固终始之所服。夕惕若厉以省諐兮，惧余身之未■也。苟中情之端直兮，莫吾知而不恧。默无为以凝志兮，与仁义乎消遥。不出户而知天下兮，何必历远以劬劳？
驱除幻想，一切还是照常，不求人知，自我努力而已。不出户可以知天下，何必远游自求劳苦。这是儒道思想的诗化，从苦闷中解脱出来，自得其乐。张衡另有《髑髅赋》，则是道家思想的游戏之作。
在为侍中的时候，张衡曾“上疏请得专事东观，收检遗文，毕力补缀。
又条上司马迁、班固所叙与典籍不合者十余事。又以为王莽本传但应载篡事而已，至于编年月，纪灾祥，宜为元后本纪。又更始居位，人无异望，光武初为其将，然后即真，宜以更始之号建于光武之初。”他几次上书，俱被排斥，不为顺帝所接受，他觉得事已一无可为了。于是张衡于顺帝永和元年（公元136年）被调为河间（河北献县）相。在这里，他努力作一些切实的事，如打击豪强，整齐法度，使地方安定，上下肃然，政事耳目一新，一切有条规地得到治理。但张衡心中始终去不掉愁思，安静不下来，不得不寄情于诗，而有《四愁诗》之作。
一思曰：我所思兮在太山，欲往从之梁父艰，侧身东望涕霑翰。美人赠我金错刀，何以报之英琼瑶。路远莫致倚逍遥，何为怀忧心烦劳。
二思曰：我所思兮在桂林，欲往从之湘水深，侧身南望涕霑襟。美人赠我金琅玕，何以报之双玉盘。路远莫致依惆怅，何为烦忧心烦伤。
三思曰：我所思兮在汉阳，欲往从之陇阪长，侧身西望涕旟裳。美人赠我貂襜褕，何以报之明月珠。路远莫致倚踟蹰，何为怀忧心烦纡。
四思曰：我所思兮在雁门，欲往从之雪芬芬，侧身北望涕旟巾。美人赠我锦绣段，何以报之青玉案。路远莫致倚增叹，何为怀忧心烦惋。
这是从骚体赋变化来的诗篇，而有歌谣色彩。全诗四章，章七句。所思东南西北四地为理想所在，美人则是理想的化身。最高理想在太山、桂林二地，它们是古代圣王封禅、巡狩的地方，属于立德事业；其次是雁门、汉阳二地，它们是西北边疆要地，属于立功事业。由此可见他的理想与现实处境的矛盾是很大的，所有理想都为现实困难所阻挠而莫能如愿，与美人赠答之事都是幻梦，只有愁思怅望，涕泪霑襟。张衡为人正直，博学多能，而始终为下级官吏。他虽有许多贡献，但不能行其志，愁苦不得解决，遂有“怀土”之思，作归居田园以善终其身的打算，因作《归田赋》以见志：游都邑以永久，无明略以佐时。徒临川以羡鱼，俟河清乎未期。感蔡子之慷慨，从唐生以决疑。谅天道之微昧，追渔父以同嬉。超埃尘以遐逝，与世事乎长辞。于是仲春令月，时和气清，原郁茂，百草滋荣。王雎鼓翼，仓庚哀鸣，交颈颉颃，关关嘤嘤，于焉逍遥，聊以娱情。尔乃龙吟方泽，虎啸山丘，仰飞纤缴，俯钓长流，触矢而毙，贪饵吞钩。落云间之逸禽，悬渊沈之魦鰡。于时曜灵俄景，系以望舒，极般游之至乐，虽日夕而忘劬。感老氏之遗诫，将回驾乎蓬庐。弹五弦之妙指，咏周孔之图书。挥翰墨以奋藻，陈三皇之轨模。苟纵心于物外，安知荣辱之所如！①以老庄思想和儒家经典为精神支柱，以田园游乐为生活旨趣，这样张衡便抛弃了人世间的荣辱，而放荡于复杂矛盾的世界之外。然而这只能是最后的一个幻想。在河间三年，张衡上书求退，顺帝徵为尚书。他没有归田。永和四年（公元139年）卒，年六十四。
张衡是中国历史上一个伟大的科学家和文学家。他的文学创作反映了他在仕途生活中遭受的曲折和坎坷，他在辞赋、诗歌和散文等方面都有优秀的业绩，表现了独创性。辞赋是汉代文学的主要形式之一，张衡所作各体，大赋、骚体赋、咏物小赋、抒情小赋，表现了不同程度的继承和发展，后者则是他的创新和开拓，对后世有影响。诗作不多，对五言诗的成长有贡献。散文则以上书言事的政论为主，而上书驳斥图谶的虚妄，则比“疾虚妄”的王充还彻底些。
①《全后汉文》卷五十三。
第四节张衡在科学上的贡献
《灵宪》。浑天说
张衡第一次任太史令共六年。在这时期内，他作了几件重大的科学工作，发明了浑天仪，著《灵宪》和《算罔论》①。
《灵宪》是一篇杰出的天文学著作。它从理论的高度对当时的天文学知识作了精要的概括和重大的发展。
当时，我国并存着几种宇宙结构理论，而以盖天说和浑天说最为流行。
张衡是主张浑天说的。他的《灵宪》是浑天说的第一部传世的代表作。这篇文章的开头就说，“昔在先王，将步天路，..先准之于浑体”，明指天是个球体。后面又说到，这个球的直径是232300里。从地到天则是此数的一半，且地的深度也是如此。天“通而度之，则是浑已”。但地则是一个近似的半球，其中地面的南北距离比天的直径短1000里，而其东西则长1000里。天这个球是从东向西不停转动的，地这个半球却在天内静止不动。至于伸出天外的地块是否会阻碍天的转动？张衡没有说。显然，他并不认为这是个问题。由此可见，张衡心目中的天不是一个坚不可破的硬壳。而且更进一步，张衡还认为天并不是整个物质世界的边界。《灵宪》说：“过此而往者，未之或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”在天之外还有无限广漠的宇宙世界，不过人们还不知道那些地方罢了。
说到天地，人们自然会问，它们是怎么来的呢？对此，中国古代先哲们有一个很好的非神创论思想传统，认为是有规律地演化而成的。老子《道德经》中就说到：“道生一，一生二，二生三，三生万物。”所谓道，是一种说不出形象和色彩，不在当时人日常经验之内的物质；所谓一，就是气；二，乃是阴和阳；三，则是阴、阳、天。三者结合，生出地面万物。《易·系辞》则认为：“易有太极，是生两仪。元气已分，天地设位，清浮升乎上，沉浊居于下。”到了西汉时代，《淮南子·天文训》发展了两家学说，提出“道始于虚霩，虚霩生宇宙。宇宙生气。气有涯垠，清扬者薄靡而为天，重浊者凝滞而为地。”
在《灵宪》中，宇宙演化的思想又有了新的发展。张衡把天地的形成划分成三个阶段。第一个阶段称为“溟涬”。在这阶段里，整个原始宇宙是“幽清玄静，寂漠冥默，不可为象。厥中惟灵①，厥外惟无。”所谓“灵”，是一种阴性的精气，看不出任何形象，也没有明显的运动，因此，整个宇宙空间中一片寂静。经过很长很长的时间，从灵中逐渐生成各种不同的气。这些气互相混合在一起，“并气同色，混沌不分”。这混沌漫的元气，自然还没有固定的形状，而且也分辨不出它们的运动速度。这个混沌的阶段称之为“庞鸿”，也是一个很长很长的时期。然后来到第三个阶段，称为“太元”。这时，那片混沌同色的元气发生了分离。清气向外，形成了圆球形而不停运转的天；浊气向内，积淀凝结成为一个上面平而静止的半球形大地。此后，由①张衡的这些著作，原书已佚。《续汉书·律历志》，又《天文志》，刘昭各注，《太平御览》、《开元占经》等有其佚文。今据洪颐煊《经典集林》辑本《灵宪》和《浑天仪》。①“灵”字在中华书局校点本《后汉书·天文志》中作“虚”，但其校勘记中指出，汲本、殿本作“灵”，今查《开元占经》引《灵宪》也作“灵”。故从“灵”字。
于天和地的互相结合与作用，产生了天上的日月星辰和地上的万事万物。由上可知，张衡不但继承了先辈学者的优良传统，认为天地的形成是物质自身变化发展的自然结果，而且更加强化了这一传统的唯物主义倾向，即，他更明确地表明了，在演化的各个阶段中都是物质——气，而且只有气在起着作用。此外，他把浑天说引进了天地形成的思想，这也比古代演化学说中所依据的天上地下的质朴概念或盖天说思想要来得进步。
日、月、五星天空中最亮的天体是日和月。月有圆缺，而日则始终是圆的。古人在长期观察月亮的运动变化中已经认识到，太阳是自己发光的，而月亮本身则不发光，只是靠反射太阳光才发亮。公元前一世纪成书的《周髀算经》中说：“日兆月，月光乃生，故成明月。”西汉晚期的京房也说：“先师以为日似弹丸，月似镜体；或以为月亦似弹丸。日照处则明，不照处则暗。”①对于这个问题，张衡也提出了进一步的看法：“日譬犹火，月譬犹水，火则外光，水则含景。故月，光生于日之所照，魄生于日之所蔽，当日则光盈，就日则光尽也。”在这里，明确指出了朔望现象取决于月亮和太阳之间的相对位置。所谓“当日”是指月亮行到了太阳的正对面（相对于地来说）。那么，这样说来，月在望时应该总是很明亮浑圆的了，为什么有时又有月食的现象发生呢？对此，《灵宪》解释说：“当日之冲，光常不合者，蔽于地也。是谓虚。..月过则食。”所谓“月过则食”的虚，用今天的概念来说，那是太阳照射地球时在地球背后投射出的影子。但是，张衡的地是个相当于半个天球那么大的东西，因此，这个虚与现今的地影概念很不相同。可是究竟张衡是怎么想象的，我们现在还难解释。唯一肯定的是，张衡知道月食的原因是地遮蔽了日光。不过仅仅这一点也已经是一个重要的发现了。
除了日月外，还有五颗肉眼可见的行星在星空背景上运动，运动方向大多时候与日、月一样，是由西向东。因此，这样的运动称为顺行，古代又称右旋。五大行星和我们所在的地球实际上是在各自的轨道平面上绕着太阳作椭圆轨道运动。这些运动都不是匀速的。它们的平均速度也各不相同，离太阳越远的天体，其平均速度越小。由于行星和地球有上述这些运动，因此，在地球上的观测者就会看到，行星有时会出现由东向西的运动，这种运动称为逆行。在顺行和逆行变更之际，行星就好象停留在天空中不动一样，这种状态称之为留。这些天文现象，以及行星运动速度变化的规律，都是在16世纪波兰天文学家哥白尼提出了太阳中心说，又经17世纪德国天文学家开普勒发现了行星运动三定律以后，才得到科学解释的。比哥白尼早了14个世纪的张衡完全不可能达到他们那样的程度。但是，他根据他那个时代所积累的天文观测和日常经验，加上他自己的天才，对行星运动的规律作出了自己的猜测。
张衡在《灵宪》中说：“文曜丽乎天，其动者七，日、月、五星是也。
周旋右回，天道者，贵顺也。近天则迟，远天则速。行则屈，屈则留回，留回则逆，逆则迟，迫于天也。”他认为，行星的右旋是一种自然规律——天道。他又因为天本身是从东向西运动的，所以又提出，越靠近天，行星的运①《开元占经》卷一。
动所受到天的影响也就越大（“迫于天”），这就可以解释行星速度为什么会放慢下来，甚至可以完全停止，乃至倒退（逆行）。这种天的影响力使行星速度发生变化的想法，是对控制天体运动的力的一种思辨性解释。张衡的解释是早期中国天文学史上探求天体运动变化的物理机制的最后一个企图。这种企图由于整个科学发展状况的条件限制，在古代中国就没有可能得到发展和解决。正因为如此，张衡的解释努力应得到后人的钦佩，而不因其牵强不科学而忽视。
五星中火、木、土三行星离太阳比离地要远。金、水二星则离太阳比离地要近。前三者称为外行星，后二者称内行星。张衡当时还不能测定行星与太阳的距离，他当然无法说出何为内行星，何为外行星（这问题也是哥白尼开始才解决的）。但是他已经知道三外行星速度比太阳（实即地球）慢，而二内行星则比太阳快。他还观测到“行迟者觌于东”，即三行星都是先在早晨从东方地平线上出现。以后太阳离它越来越远，过相当时间后太阳反从西面赶上外行星，终于使它在黄昏时被淹没在太阳光中。直到太阳赶过它相当远后，它又在早晨出现在东方地平线上。而内行星则不同，它不但会在早晨出现于东方地平线上，也会在黄昏出现在西方地平线上，以后仍然在黄昏消失于太阳光中。因此张衡称之为“行速者觌于西”。于是他借用阴阳观念说道：“觌于东属阳”，“觌于西属阴”。并且用“日与月此配合也”，把五星分成二类：“摄提（木星）、荧惑（火星）、地候（土星）见晨，附于日也。太白（金星）、辰星（水星）见昏，附于月也。二阴三阳，参天两地，故男女取焉。”虽然没有内、外行星的概念，但两者是区分得清清楚楚的。而且其中终究运用了某种距离的概念，这是在中国古代天文学中极为少见的。循此以往，未必不能发展出正确的概念来。很可惜的是，以后再没有人往这个方向去努力。
关于恒星关于恒星，张衡认为是：“地有山岳，以宣其气，精种为星。星也者，体生于地，精成于天。”这个见解当然是错误的，它是当时已流行了数百年的天地对应思想的反映。《灵宪》中就说到：“在天成象，在地成形。天有九位，地有九域；天有三辰，地有三形；有象可效，有形可度。情性万殊，旁通感薄。自然相生，莫之能纪。”这种尺地之间的对应，纯粹是附会的，是毫无道理的。例如，天的九位（九天）和地的九域（九州）全都是人为的划分。这种对应纯属数字偶合。不过，话得说回来，《灵宪》所说的星“体生于地，精成于天”的话却也不是全无原由的。《灵宪》又说到“夫三光同形，有似珠玉，神守精存，丽其职而宣其明；及其衰，神歇精，于是乎有陨星。然则奔星之所坠，至地则石矣。”因为天上坠落的星星（陨星）掉到地上的都见到是石头（陨石），所以使古人起了错觉，认为星星原是地上之物。那么，为什么会升到天上的呢？这就自然会解释成是地上山岳（山多石头）的精气上升就成为星，而星星陨落也自然是“神歇精”的结果了。因此，不管这种解释是多么的荒谬，但却反映了古人对陨石的观察。要知道在欧洲，一直到十七世纪，还不认为陨石是从地球以外的空间掉入地面的。关于恒星，《灵宪》还说到它们的命名计数：“众星列布，其以神著，有五列焉，是为三十五名。一居中央，谓之北斗。..四布四方，为二十八宿。..中外之官，常明者百有二十四，可名者三百二十，为星二千五百，而海人之占未存焉。征星之数，盖万一千五百二十。”这里给出的星官命名数和星数都大大超过了《汉书·天文志》的记载。这篇写作时代离张衡不远的志文中也有个数字：“凡天文在图籍昭昭可知者，经星常宿中外官凡百一十八名，积数七百八十三星。”可见，张衡在当太史令的期间是亲自做过恒星的观测、命名、综合（其他前人所定的星官）和计数工作的。张衡所定的星官体系甚至比后来三国时陈卓综合石氏、甘氏和巫咸三家星官而成的星官体系还要庞大。后者只有星官283官，星数1464星。可惜的是《灵宪》中没有记录下张衡星官的详情，其他可能记下详情的张衡著作也未有留存。不过近年有人在南宋郑樵编的《通志·天文略》中找到了一些张衡关于某些星官的描述及其星占文字的残篇。只是郑樵是按《步天歌》星官系统——陈卓系统的重新组合——来写的，所以，只有与上述283官相合的张衡星官才会被引入《通志》。至于这个体系之外的张衡星官那就只有寄希望于未来的考古发现了。此外，张衡所说的征星之数，则并不是实际观测的结果（在整个星空中，人眼所能看到的恒星，总数不过6千多颗，其中还包括了南极附近中国古代所一直看不见的天区中的恒星），而是从《易·系辞》中说的“万物之数”来的。这是天地对应思想的又一个反映。
浑天仪张衡所作的浑天仪是一种演示浑天说的仪器，故有此名。
《晋书·天文志》中记载了一段葛洪论天的话，其中说到：“张平子既作铜浑天仪，于密室中以漏水转之。令伺之者闭户而唱之。其伺之者以告灵台之观天者曰：‘璇玑所加，某星始见，某星已中，某星今没’，皆如合符也。”既然是在密室中用的，当然不可能是观测天体的仪器，而只能是一种演示仪器。这件仪器的细节在《晋书·天文志》的“仪象”中有更具体的记载：“张衡又制浑象，具内外规、南北极、黄赤道，列二十四气、二十八宿中外星官及日月五纬，以漏水转之于殿上室内，星中出没与天相应。因其关戾，又转瑞轮蓂荚于阶下，随月盈虚，依历开落。”这里又称张衡的浑天仪为浑象。事实上在早期，浑天仪、浑仪和浑象这些名称是混用的，即，凡是表现浑天说的仪器都可以称之为浑天仪或浑仪；而不象隋唐以后，名称逐渐规范，专以观测仪器称仪，而以表演仪器称象。
从《晋书》的上述记载可知，张衡的浑天仪，主体是一个大圆球。与现今的天球仪相仿。球上画了张衡所定的星座和星星，也画了赤道、黄道。黄道上则绘出二十四节气。在大球相当于南、北极的地方，伸出一根转动轴。这根轴架在一个圆环形支架上。圆环循所在地的子午面方向直立着。转动轴北高南低，与地平面所夹的角度正好是所在地的地理纬度。如果在子午圆环正中间设一个水平放置的大圆环，代表所在地的地平面，那么，转动大球，就可以表演星星的东升西落。球上有一部分星星永远在地平线以上不会下落，其极限是一个以北极为圆心、当地纬度为半径的小圆，称之为内规。反之，以南极为圆心、当地纬度为半经的小圆，则为球上永不升到地面以上的部分的极限，这圆就称为外规。这个大球，有一个齿轮系连接着。用漏刻流①近年有人对张衡发明浑天仪有异说。参看陈久金：《浑天仪的发展历史新探》，《科技史文集》第一辑，上海科学技术出版社1978年版。
出的水推动这个齿轮系，就可带动大球自东向西转动，只要齿轮系转动速度调节适当，就可使球上天体的东升西落和中天现象与室外的实际天象一致。按《晋书》的记载，张衡的大球上还有日、月、五星。这些天体除了随着天球东升西落外，还有各自的轨道运动。这些轨道运动和天球的东升西落方向都不一致，因此，要象表演恒星的东升西落那样来表演日、月、五星在星空背景上的运动，是一个非常复杂的机械工程问题。现代研究家都认为，张衡的时代还不能解决这样复杂的问题。人们认为，张衡浑天仪上的日、月、五星实际上是一种可以用手搬动的附加物，它们能随天球东升西落，但是是由仪器操持者随时按照它们在星空背景上的移动来搬动它们在浑天仪大球上的位置。
虽然张衡的仪器尚不能完全自动地表演日、月、五星的运动，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，这本身就是一项伟大的发明。它在当时世界上是绝无仅有的。从张衡开始，我国诞生了一个制造水运仪象的传统。由于直到二十世纪下半叶原子钟发明和采用之前，时间的计量都是以地球的自转，也即天球的转动为基础的，因此，张衡的发明实际上就成为后世机械钟表的原始鼻祖。
有意思的是，张衡浑天仪中还有一个叫做“瑞轮蓂荚”的附件。所谓蓂荚，是一种神草，传说长在尧的居室阶下。随着月亮的出现，一天长出一个荚，最多十五个荚。过了月圆之后，又一天掉一个荚。这样，蓂荚就可以指示出月相和一个太阴月中的日期。这个传说实际是反映了尧时天文历法的进步。张衡却根据这种传说制造了一种机械装置，所谓“随月盈虚，依历开落”，其作用就相当于现今钟表中的日历显示。
既然浑天仪能和天球的转动相合得丝丝入扣，“皆如合符也”，可见它的稳定性相当高。因为浑天仪是用刻漏流出的水推动的，所以可知张衡的刻漏技术也很高明。
刻漏刻漏是我国古代最重要的守时和计时仪器。从目前出土的三件汉代刻漏来看，它们都是所谓“沉箭式单漏”，都铸造于西汉时代。这种刻漏仅只有一个盛水的容器。器底部伸出一根小管，向外滴水。随着容器内水的流失，水面降低，由浮在水面的箭舟所托着的刻箭也随之下降，由此可读出时刻。沉箭式单漏的计时准确性主要决定于漏水流出的速度是否均匀。而水流出速度又与小管处的水压成正比，即，随着水的流失，刻漏容器内的水面下降，水的流出速度也会变慢。用这样的刻漏来推动浑天仪，浑天仪的转动就会越来越慢，因而也就不可能较长久地保持浑天仪与天球的同步关系。
为了提高刻漏的准确性，古人想了许多办法。首先是把沉箭式改为浮箭式，即把刻漏滴出的水流到另一个柱形容器内，把箭舟和刻箭也放在这聚水器内，以刻箭的上升来反映时刻的推移。第二步是在刻漏之上再加一具刻漏，使下面的刻漏中不断有水来补充所滴出的水，这样就可使下刻漏水面的下降大大推迟，从而提高下刻漏出水速度的稳定性。这样的刻漏称为二级刻漏。如果在上刻漏之上再加一具刻漏，那么上刻漏的出水速度也就比较稳定，因而下刻漏的出水速度就更加稳定。这就成了三级刻漏。当然，还可以组成四级或四级以上的刻漏，这是后话。关键是从单漏到二级刻漏这一步。但这一步的发明，在文献和考古发掘中都没有发现什么资料和证据。
不过，在一篇题为《漏水转浑天仪制》的文章中描述了张衡所用的刻漏是一组三级的刻漏。这篇文章已佚，只在唐代的《初学记》卷二十五中留有三段残文。《初学记》所引残文题名前还有“张衡”二字。因此，很可能，残文是张衡的原作。这三段文字如下：“以铜为器，再叠差置，实以清水，下各开孔。以玉虬吐漏水入两壶，右为夜，左为昼。”“（盖上又）铸金铜仙人，居左壶；为金胥徒，居右壶。”“（皆）以左手把箭，右手指刻，以别天时早晚。”①所谓“叠置”就是指二具刻漏上下放置，“再叠”，则当然是又加上第三具刻漏了。至于下面的聚水器（壶）分左、右两把，那是因为古代的时刻制度夜间的和白天的有所不同，因而刻箭上的刻度也有不同。所以张衡干脆就用两把聚水器。从张衡之前没有多级刻漏的记载这个事实，我们也许可以推断，正是张衡作出了从沉箭漏到浮箭漏，又从单漏到多级漏这样两步卓越发明的，而且是从单漏直接跨上了三级漏的。无论如何，张衡对我国古代刻漏技术的发展是有其贡献的。
《算罔论》《算罔论》一书久已佚失。唐代李贤在注《后汉书》时就指出：“衡《集》无《算罔论》。盖网络天地而算之，因名焉。”因为看不到《算罔论》，他就怀疑它根本不是一部书，而是《灵宪》一书的补充名词，即，应作《灵宪算罔论》。可是《后汉书·张衡传》文末再次述其著作名时仍只称《灵宪》，且后世引张衡著述的也无《灵宪算罔论》之称，李贤所说是没有根据的。《算罔论》应是单独的一本书。查《九章算术·少广章》刘徽注开立圆术时引有“张衡算”若干言，这当是《算罔论》的遗文。从这些遗文得知，张衡第一个否定了对圆周率的古代粗疏认识，提出了π=10的新值①。这个数值虽然仍很粗略，但却是进步的开始。由此才有刘徽的推进，并最后导致祖冲之的杰出发明。
修改历法的活动安帝建光元年（公元121年），张衡去史职，改任公车司马令。这是个掌管宫阙南门，品级和太史令相同的官职，虽然他离开了太史令职位，但仍关心天文历法工作。延光二年（公元123年），东汉朝廷内部发生了一场是否继续颁行《（后汉）四分历》的大讨论。张衡曾积极参加了这场讨论。《（后汉）四分历》是为了纠正以前行用的《太初历》的疏误，从光武帝建武八年（公元32年）起酝酿，到章帝元和二年（公元85年）经过科学而慎重的大讨论之后才得颁行的。《（后汉）四分历》在天文数据和计算方法等方面都有许多改进。延光二年的讨论之所以发生，是由于有人提出，根据图谶，当改用甲寅元《（后汉）四分历》是用文帝后元三年为元，岁在庚辰）；又有人提出，章帝改历以后“灾异卒甚，未有善应”，而汉武帝用《太初历》后，“享国久长”，故应复用《太初历》。这两种观点提出以后，张①后两段在《文选·陆公佐新刻漏铭》李善注中引为一段，括弧中字即据李善注所引增补。①详见李俨：《中国数学大纲》上册。
衡和另一位学者周兴一起，立即和他们展开了辩论。数次辩论，对方或者无可回答，或者回答失误。史书没有留下这些一定是很精彩的辩论记录，但可以推测，张衡他们是用天文学的科学论据和对方的迷信观念作的辩驳，因为张衡、周兴二人在驳倒上述二种改历要求之后，又根据多少年的天文观测记录，提出应该行用一种比《（后汉）四分历》更准确的历法：《九道法》。张衡、周兴的提议触发了一场大规模的讨论，进入讨论的公卿有一百多人。很可惜，张衡等人的建议没有被采纳，不过要求改用甲寅元或《太初历》的提议也彻底被否决了。《九道法》现已无传，只知它是在西汉时代出于民间的一种历法，西汉末年刘歆曾对它作过改进和推广。这种历法最主要的是其中提出了定朔的概念。而在官方的历法中，直到东汉末年刘洪的《乾象历》中才有定朔概念。定朔概念的产生是中国历法史上的一大进步。由此可见，张衡的科学见解是非常高明的。
候风地动仪的创造经过公车司马令五年的转折，从顺帝永建元年（公元126年）起，张衡又回任太史令。这次任职直到阳嘉二年（公元133年）才得升迁。在这长达七年之久的时间内，他作出了一件震烁古今的伟大发明——候风地动仪。这是世界上最早的地震仪。这件仪器铸成于阳嘉元年（公元132年）。《后汉书·张衡传》中留下了一段有关候风地动仪的简要记载。依据这段珍贵的文字，今人王振铎复原了这件驰名中外的古地震仪①。
多种巧艺的制作张衡还作了另外一些机巧的器械。但其制作年代不明，且其制作详情也都已失传。不过，从传下来的一些简单描述中也可推知，其机构一定是很巧妙的。
张衡制造过一种能飞的木鸟，类似今天的模型飞机。《广博物志》引《文士传》云：“张衡尝作木鸟，假以羽翮，腹中施机，能飞数里。”飞数里之说或许是夸张。不过即使只有数丈，那也是一个杰出的成就了，因为那是世界上第一个机械飞行器②。
张衡制造过指南车。《宋书·礼志》云：“指南车，其始周公所作，..至于秦汉，其制无闻。后汉张衡始复创造。汉末丧乱，其器不存。”因而后来曹魏时马钧又一次作了再创造。
张衡还作过一种有三个轮子的器械，《傅子》云：“张衡能令三轮独转。”张衡在所作《应间》中也说：“参轮可使自转。”不需外力而纯粹的自转是不可能的，这是件什么东西还难断定。今人孙文青《张衡年谱》引宋王应麟的话，认为是记里鼓车。记里鼓车的特点是能反映车所行经的里程，与“独转”、“自转”所强调的似乎是两回事。或许，这更象是一架风车，或水磨，因为它们是借助于自然的风力或水力驱动的，故仍可称之为“自转”。
①王振铎的详细复原报告发表在《文物》1963年2、4、5期上，本书《科技志》中据此详细介绍了候风地动仪的内部结构。
②有记载说古代墨子造过一只木鸢，能“飞三日不下”。这只能是一种风筝类的东西，而不是飞行器。无论如何，张衡被后人誉之为“制作侔造化”（崔瑗《河间相张平子碑》），“善机巧”（《后汉书·张衡传》），“性精微，有功巧艺”（《北堂书钞》卷五十五引《文士传》），是完全当之无愧的。
张衡也研究过地理学，根据他研究和考察的心得，画过一幅地形图。唐张彦远《历代名画记》卷三云：“衡尝作地形图，至唐犹存。”