早在远古的时候，人类就对于包容和孕 育生命的天空和大地充满了敬畏和好奇，并 以丰富的想象力推测着它们的形状、成因。直 到东汉时期，科学家张衡发明了一种观测天 文的仪器——浑天仪，人类才第一次比较形 象直观地了解天空与大地。从此，天和地的 样子在人们的眼中变得真实清晰起来。
公元78年，张衡出生于南阳西鄂(今河南 省南阳县石桥镇)的一个名门望族，祖父张堪 曾任蜀都太守。张衡自幼聪明伶俐，乖巧好 学。17岁时，张衡离家到西汉的故都长安附 近游历，考察历史古迹和民风民俗，后来又 去了都城洛阳寻师访友并参观了太学。
5年 后，张衡重返家乡，担任南阳太守鲍德的主 簿。鲍德调任之后，而立之年的张衡开始在 家中潜心钻研哲学、天文、数学。经过3年的 刻苦研读，张衡在天文、历算、阴阳等学科 上取得了很大的成绩。 在张衡生活的那个时代，关于天和地的 天文现象有2种不同的说法。
一种说法认为： 天圆地方，天覆盖着地。天上阴阳两气互相 转换就形成日出、日落。但这种说法难以自 圆其说之处是：天如果是圆的，那它又怎么 能将四四方方的地覆盖严实呢？ 后来，支持盖天说的人们为了能自圆其说，将过去的论调做了修改，说天是圆的，地 也是圆的，天和地就像是2个倒扣在一*起的盆 子。
此外，这种新盖天说还认为天和地都是 中间尚四周低，它们之间的尚度永远都是一* 样的。可这么一说，这种观点还存在着许多 解释不清的地方。 另一种说法则认为：天是呈圆球状的， 地在天的中央，四周充满了水，地就浮在其 间；天则包在地的最外面，就像蛋壳和蛋黄 那样。
天无时无刻不在运动，既没有起点，也 没有终点，混混沌沌无法分清，所以称作“浑 天”。在当时看来，浑天说似乎比盖天说的观 点更令人信服，虽然也有诸如“大地若浮在 水上，那么太阳、月亮、星星的起落为什么 没有从水中穿过”这样的存疑，但总的说来 这种观点比前面的观点先进了许多，所以这 种说法成为中国汉代以后古代天文学的主要 指导理论。
在浑天说的研究、传播过程中，张衡起 了举足轻重的作用。 公元111年，张衡被汉安帝任命为郎中 和尚书侍郎。4年之后，又被任命为太史令。 在此期间，张衡致力于研究天体运行规律，并 根据浑天说的理论以及太阳、星星的运动规 律，发明了观察天文的仪器——浑天仪。
“浑” 在古代有圆球的意思，所以浑天仪的外观就 是圆球形的，其间由许多同心圆环组成。这 个仪器是铜质的，直径为1。3米，中心部位有轴贯穿。球上分别刻着二十八宿、中外星官 以及二十四节气、南北极、黄赤道、恒星圈、 视显圈等。铜球可以旋转，其旋转速度是通 过漏壶滴水所产生的动力来控制的。
铜球的 运转情况同天象相一致，因此，人们想要观 察天象不再是件难事，只要观看浑天仪就可 以将茫茫天地了然心中了。 继浑天仪之后，张衡又研制出了地动仪 和候风仪。后人在其漏水转浑天仪的基础 上，又设计出了天象表演仪和天文钟。由此 可知，浑天仪在天文学研究中的地位是非常 重要的。
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