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張衡天資聰敏，且勤學不倦。他自小就到處結交了各著名學者，對於張衡往後的發展都有相當大的影響。二十三歲時，他放棄了當大官的機會，只選擇到南陽郡擔任太守主簿。後來南陽郡郡守因政績卓越而被皇帝升遷，張衡並不打算和郡守一起到洛陽，反而決定回鄉閉門讀書。

期間，他大量研讀大量有關科學的書籍，從而發展多方面的應用科學知識，堪稱為「博學」之士。後來因為母親的鼓勵，34歲擔任「尚書郎中」的官職，四年後被任命為「太史令」，負責掌管天文、曆法、氣象與地震的觀測與紀錄。

張橫的確是偉大的發明家，但我今天要介紹的不是他，而是經創製超過十種天文儀器，令中國古代天文儀器的製造技術推到一個新高峰的郭守敬。

郭守敬，字若思，刑州刑台人，是一位博學多才的科學家，也是歷史上一位傑出的天文儀器製造家。他自幼好學不倦，又曾得到名師指點，加上自己勤於思考，勇於創新，在長期的實踐過程中累積到無數經驗。

此外，郭守敬還是一位著名的天文觀測家。他利用自己創製的儀器，對一系列天文常數、恆星位置等進行認真的測量。他還組織進行過一次大規模的大地測量工作，在北京、太原、成都、雷州等二十七處設立了觀測點，最北的觀測點在西伯利亞，最南的在西沙群島，號稱“四海測量”。

分別對北極高度、日影和晝夜長短進行測量，規模可謂空前無兩。經過不斷的工作和研究，他編制了授時曆法，對後世影響深遠。另外，他又從測量工作中，推算得出一年的時間為365.2425天，精確程度與現今探測所得的相當接近。

除了天文研究工作，郭守敬還是一位水利工程家和地理學家。他曾主持修復黃河、灌渠、建有滾水壩、退水閘等閘壩系統。他又曾對對今河南、山東一帶地區進行細緻的地形測量，繪製成多幅地圖。最重要是他提出以開平面比較地勢高下差的方法，相當於現今常提到的“海拔”。

郭守敬最大的發明就是"簡儀"

簡儀由四遊、白刻、赤道、陰緯、立環組成。四遊、白刻、赤道三環組成一個赤道裝置；陰緯、立運兩環成一個地平裝置，置於赤道裝置北面支柱的橫樑底下。兩種裝置各自獨立。它們都別於傳統的同心裝置法。赤道環和四游環相垂直，赤道環置於四游環的南端。立運環和陰緯環相垂直，立運環置於陰緯環上面。

這樣，除北天極附近的天區外，絕大部分天區都一覽無違，而且運轉靈便。在四游環的北端還安裝了一個候極儀，以便及時校正赤道裝置，使它保持在正確的位置上。而赤道裝置和地平裝置分別設有窺衡，窺衡兩端圓孔都置有十字線，可以增加照準的精確度。在赤度環面上還安裝了兩條界衡，它們的兩端用細線和北極軸北端相聯，這對提高在赤道環上的讀數的精確度有利。

發展過程簡儀可說是渾儀的簡化版。其實渾儀的發展過程是從二重到三重環，後期又加上了黃道、白道諸環，以為可以令觀測更精密。可是，太多環的出現很容易會造成各重環中心不重合，因而嚴重影響觀測精度，又會令結構變得複雜，難於操作。另一方面，環太多會遮蔽更多的天區，因而影響對某些天體的觀測。

所以，元代科學家郭守敬就將複雜的玩渾儀簡化了結構，取消黃道圈和縮小某些部件的面積，使之更輕便易用，另外透過調整黃道、赤道及地平諸圓的位置，並把它設計成扁平的圓環，以減少他們對視線的遮擋。

原理：為什麼龐大的赤道環可以運轉靈便呢？其實簡儀有一個百刻環固定在赤道環裡，兩環之間安裝了四個圓柱體構件，以減少轉動時候的摩擦阻力。百刻環可以用來承托赤度環，使它旋轉方便，又可以用來測量真太陽時刻。可說是十分重要的環。