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张衡，字平子，出生于公元78年，南阳西鄂（今河南南召县南）人。曾以学问博大精深，才华超众，被荐为郎中、太史令，后为河间相。早在一千九百年前，他就以发明浑天仪、候风仪和地动仪而成为世界闻名的天文学家。
常言说“从小看大”。张衡之所以在钻研自然科学的道路上，取得如此大的成就，为人类做出那么大的贡献，就在于他从小就有勤奋好学、勇于探索的精神。
张衡的祖父张堪做过蜀郡太守，为官清廉，没给他留下多少财富。加之父亲过早去世，在他的幼年时期，家境就已经败落，主要靠亲戚、朋友们的资助过活。也许正是这种清贫的生活，极大地激发了小张衡刻苦求学的精神。到他十岁那年，他已经熟读了《四书》、《五经》，也喜欢文学，如《诗经》、《楚辞》等。但更能使他产生兴趣的，却是有关自然科学方面的书。故当时就有人称赞他是“焉所不学，亦何不师”，意思是说，没有他不想学的学问，也没有他不想请教的老师。
有一天，他和两个同学进城游玩，看见一个打铁的，每台炉旁虽然都有好几个风箱，但没有人拉，风却很大，把炉火吹得红光闪烁。他想，风是从哪里来的呢？他顺风查看，终于发现铁炉紧靠一条河，名叫白河，人们在河中筑坝拦水，提高水位，使水流变急；急流中有个水轮，被流水冲得转个不停；水轮上有齿轮，连动别的机体，带动一根铁杆，一来一回地拉动风箱。这种用水的力量带动齿轮的神奇情景，深深地印在了他的脑海中。
又有一天，他在书馆里读书，发现一本名叫《曷鸟冠子》的诗集上，有四句关于北斗星的话，便好奇地记了下来：
斗柄指东，天下皆春。
斗柄指南，天下皆夏。
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