成才之路
东汉王朝的政治、经济、文化方面在当时世界上都处于领先地位。发达繁荣的经济文化，安定和平的政治局面，为张衡学习提供了一个良好的社会环境。
少年时代的张衡就天资聪明，态度谦虚，好学深思，奋发有为，求知欲旺盛，学习热情饱满，自幼就熟读《诗经》、《尚书》、《周易》、《仪礼》、《春秋》等经典名著。
在当时，只有熟读了这些经书，才能做官。但张衡思想开阔，不受传统观念的束缚，对做官不感兴趣。相反，他对文学却十分热爱，特别是对司马相如、扬雄等文学家的作品心向神往，苦心钻研，不但能深刻地理解，而且能够背诵。
这些作品强烈地震撼着张衡年轻的心灵，他希望自己将来也能成为他们那样的文学家。同时他不满足于“闭门家中坐，苦读圣贤书”的生活了，他渴望出外游学，多接触实际，以充实生活和开阔自己的眼界，寻求更多的知识。公元94年，19岁的张衡怀着远游的志愿，告别了亲人，离开了生他养他的美丽故乡——南阳，踏上了游览名都大川、访师求友的旅途。
张衡往来于渭河流域，走遍了坦荡肥沃的渭河平原，观赏了巍峨青翠的终南山、奇险峻峭的华山，并且访民俗，问物产，寻古迹，对雄伟壮丽的都城建筑、市井布局用心考察。
通过这次游览，张衡不但加深了对前人文学作品的体会，而且积累了大量的文学素材，为他后来写成著名的《西京赋》奠定了坚实的基础。
张衡勤奋好学、品德优良、才华出众，得到了南阳郡守的察举。然而，在他看来，君子不担心自己的官位不尊崇，却担心自己的品德不高尚；不为自己的俸禄不多而觉得羞愧，却为自己的见识不广博而耻辱。
所以，他学习不限于五经，对天文、地理、气象、文学无不兼学并览。正如崔瑗对他的评价：“一物不知实以为耻，闻一善言，不胜其喜。”这就是张衡，一个勤奋好学，不流习俗，具有远大志向，以社会贡献为己任的有志青年。
通过在洛阳五六年艰苦的学习生活，张衡的学业和文学创作水平逐渐提高，成了一位名副其实的青年学者。他写了《定情赋》、《扇赋》、《七辩》等许多作品，并开始构思《二京赋》的创作。
可是，由于他的家境比较贫寒，无法在京师长期游学，不得不回到南阳应清官鲍德的邀请担任主簿。因工作比较清闲，他得以集中精力进行文学创作。凭着对故乡的挚爱，他还创作了富有激情的《南都赋》，歌颂了故乡山河的壮丽，土地的肥沃，物产的丰饶。
不仅如此，他还写出了著名的《二京赋》，即《西京赋》、《东京赋》，描写了长安和洛阳的繁华景象，讽刺了官僚贵族的荒淫生活，辞藻瑰丽，气势夺人，成为中国文学史上的名篇。
从公元108年到公元111年，张衡一直住在自己的家乡，专心进修学业。经过刻苦不懈的努力，他在学问的许多方面都有所收获。在这期间，张衡还开始精读扬雄的《太玄经》。
《太玄经》是一部研究宇宙现象的哲学著作，也谈到天文历算等方面的问题。特别是“浑天说”尤为吸引张衡。但由于写得比较简略，让张衡有一种不满足的感觉，他准备在此基础上做进一步的研究。
张衡费了很大功夫研究《太玄经》，而且，在精读的同时进行了详细的研究和分析，曾写出了《太玄经注解》，并绘制了《太玄图》。《太玄经注解》和《太玄图》就是张衡读《太玄经》的心得。
在这两部著作里，反映了张衡的一些哲学思想。可惜这两部著作都没有流传下来。通过研究《太玄经》，张衡也接触到很多我国古代历史上的唯物论、无神论的遗产。《太玄经》里的唯物主义因素启发了张衡向大自然中追求真理的欲望。
张衡在精读《太玄经》以后，就开始逐渐从文学创作转向哲学研究，尤其是宇宙间最伟大的自然现象规律，如天文、历法、数学等。张衡还制造出科学仪器，对天文现象等实行详细地观察和长期地测量工作。
在研究《太玄经》的同时，张衡还对《墨经》产生了极大的兴趣。《墨经》是墨子弟子及其后学概括发展墨子思想的一部著作。它记录总结了春秋战国时期关于手工业方面的许多知识，提出了古代物理学和数学的许多概念和见解。书中不仅涉及到认识论、逻辑学、经济学等社会科学范畴的内容，还包含时间、空间、物质结构、力学、光学和几何学等自然科学方面的多种知识，其中有些问 题阐述严密，说理透彻，具有非常重要的科学价值，在古典哲学和自然科学著作中是一部不可多得的珍品。
张衡读古人书籍，善于采集其中精华，在科学研究上开辟新道路。这正是我们祖国科学史上最伟大光荣的传统，值得后人借鉴学习。
浑天说
张衡从小就爱想问题，对周围的事物，总要寻根究底，弄个水落石出。
在一个夏天的晚上，张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空，还不时举手指指划划，认真地数星星。
张衡对爷爷说：“我数的时间久了，看见有的星星位置移动了，原来在天空东边的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们是在移动吗？”
爷爷摸摸张衡的头，笑着说道：“星星确实是会移动的。你要认识星星，先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像吃饭的汤勺，很容易找到。”
“噢！我找到了！那么，它是怎样移动的呢？”小张衡很兴奋地又问。
爷爷想了想说：“大约到半夜，它就移到地平线上，到天快亮的时候，这北斗星就翻了一个身，倒挂在天空。”
这天晚上，张衡一直睡不着，多次起来看北斗星。夜深人静，当他看到那闪烁而明亮的北斗星时，异常兴奋。天快亮了，北斗星果然倒挂着，他感到非常高兴。他想：这北斗星为什么会这样转来转去，到底是什么原因呢？
天一亮，他便赶去问爷爷，谁知爷爷也讲不清楚。于是，他带着这个问题，读天文书去了。
后来，张衡长大了，皇帝得知他文才出众，把张衡召到京城洛阳担任太史令，主要是掌管天文历法的事情。
为了探明自然界的奥秘，年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。他想：如果能制造出一种仪器，能够上观天，下察地，预报自然界将要发生的情况，帮助人们预防灾害，揭穿那些荒诞的迷信鬼话，该多好啊！
于是，张衡把从书本中和观察到的材料，进行分析研究，开始了试制“观天察地”仪器的工作。
他把研究的心得先写成一本书，叫做《灵宪》。在这本书里，他告诉人们：天是球形的，像个鸡蛋，天就像鸡蛋壳，包在地的外面，地就像蛋黄，就叫做“浑天说”。这种学说虽然不完全精确，但在一千八百多年以前，能说出这种科学的见解来，不能不使后来的天文学家钦佩。
接着，张衡根据这种“浑天说”的理论，开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏，熬过多少个不眠之夜，一个当时世界上最先进的天文仪器——浑天仪诞生了。
这个大铜球特别像今天的地球仪，它装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上，可以准确地看到太空中的星象。
地动仪
汉章帝在位的时期，东汉的政治比较稳定。汉章帝一死，继承皇位的汉和帝才十岁，窦太后临朝执政，让他的哥哥窦宪掌握了朝政大权，东汉王朝从此走上了下坡路。
那个时期，经常发生地震。有时候一年一次，甚至一年两次。每发生一次大地震，都会影响到好几十个郡，城墙、房屋发生倒坍，还会死伤许多人畜。
当时的封建帝王和一般人都把地震看做是不吉利的征兆，有的还趁机宣传迷信、欺骗人民。张衡并不信邪，他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验，发明了一个测报地震的仪器，叫做“地动仪”。
地动仪是用青铜制造的，形状有点像一个酒坛，四围刻铸着八条龙，龙头向八个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球：龙头下面，蹲了一个铜制的蛤蟆，对准龙嘴张着嘴。哪个方向发生了地震，朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来，把铜球吐出。铜球掉在蛤蟆的嘴里，发出响亮的声音，就给人发出地震的警报。
公元138年2月的一天，张衡的地动仪正对西方的龙嘴突然张开，吐出了铜球。按照张衡的设计，这就是报告西部发生了地震。
可是，那一天洛阳一点也没有地震的迹象，也没有听说附近有哪儿发生了地震。因此，大伙儿议论纷纷，都说张衡的地动仪是骗人的玩意儿，甚至有人说他有意造谣生事。
之后又过了几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震，连山都有崩塌下来的。大伙儿这才开始相信张衡。
可是在那个时候，朝廷掌权的全是宦官或是外戚，像张衡这样有才能的人不但不被重用，反而还会受到排挤。张衡做侍中的时候，因为与皇帝接近，宦官怕张衡在皇帝面前揭他们的短，就在皇帝面前讲张衡很多坏话。最后，张衡被调出了京城，到河间去当国相。
发明家、数学家和文学家
除了浑天仪和地动仪外，张衡的发明还有许多，如指南车、记里鼓车、瑞轮萁荚、独飞木雕等。
指南车据传是黄帝最早发明的，但是后来失传了。张衡仔细钻研了指南车的原理，最后做成一架双轮独辕指南车，车箱内装有一种能自动离合的齿轮系统，车箱外壳上层放置一木刻小人，无论车子朝哪个方向转动，木人伸出的手臂始终都指向南方。
计里鼓车是车上用以计算里程的机械，可能是利用差速齿轮的原理来积累车轮转数，车的上下两层各有一个木人，走一里时下层木人击鼓，走十里时上层木人敲锣。这分明是现代汽车计程器的鼻祖，早于西方1800多年。
瑞轮萁荚是张衡别出心裁创造的自动日历。它模仿神话中一种奇树——萁荚的特征，靠流水作用。从每月初一开始，一天出现一片叶子，到满月出齐15片，然后每天再收起一片，到月末为止，循环开合。
张衡还发明了世界上最早的机械飞行器——独飞木雕。它是利用杠杆、机械、物体力学等科学技术研制的一种木制滑翔设备，在张衡的《应间》和《后汉书》中均有记载。张衡的“独飞木雕”虽然只能飞行几里地，但它却揭开了人类尝试飞行、认识宇宙、探索太空的序幕。
同时张衡在数学方面著有《算罔论》，并计算出圆周率的值为3.1466～3.1622.这和今天大家知道的圆周率虽稍有误差，但在1800多年前就能有这样精确的计算，不能不使人感到惊叹。他的这一成果比欧洲早了1300多年。
张衡同样也是一位文学和美术创作方面的天才。他的美术造诣极高，被列为东汉六大名画家之一。
同时，他善写诗、赋、文、铭、赞、诰、书、疏等各种文体，流传下来的佳作有30多篇。
名人坊：
张衡（公元78—139年），字平子，南阳西鄂（今河南南阳市石桥镇）人。他是我国东汉时期伟大的天文学家，为我国天文学的发展做出了不可磨灭的贡献，在世界科学文化史上树起了一座巍巍丰碑。在数学、地理、绘画和文学等方面，张衡也表现出了非凡的才能和广博的学识。
张衡奋发进取、自强不息的高贵品质和他“约己博艺，无坚不钻”的科研精神，同他的各种发明创造一样，是人类历史上的宝贵财富，使他受到世界人民的景仰。联合国将月球上的环形山命名为“张衡山”；将太阳系的1802行星命名为“张衡星”。这是当今文明世界对建造世界文明的科学巨匠表达出的一种最崇高的敬意。