张衡观测、记录了2500颗恒星，发明了世界上第一架能比较准确地表现天象的仪器——漏水转浑天仪、第一架测试地震的仪器——地动仪，还有一种测定风向的仪器——候风仪，制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等。
清贫的家庭环境
张衡，字平子，东汉建初三年（ 78）出生于南阳郡西鄂县石桥镇（今河南省南阳市城北50里）一个较清贫的家庭。他的祖父张堪自小就有远大的理想，也是一个才华横溢的英俊少年，被当时的人称为“圣童”。
公元17-18年间，阶级矛盾不断激化，王莽的种种措施引起了人们的反抗，农民大起义相继爆发，湖北有绿林军，山东有赤眉军，河北有铜马军，等等，人数达几百万。东汉的创始者光武帝刘秀集合了南阳的豪强地主起兵，张堪率领全家追随，效忠刘秀，为东汉王朝的建立立下了汗马功劳。刘秀早年就很赞赏张堪的志向、操行，东汉建立以后，任命他为郎中（起草文书的官员），公元36年又提拔他为谒者（传达皇帝的命令，推荐、引进大臣的官职），后来，又派张堪跟随大司马吴汉讨伐割据者公孙述。公孙述当时盘踞在蜀地，依靠着成都富裕的物产来对抗东汉王朝，坚决不肯归附朝廷，一心想要建立自己的小帝国，在蜀地安心地享乐。为了一统天下，刘秀派兵进行讨伐。
当吴汉及张堪率领着军队打到成都的时候，整个东汉军队的补给只能维持七天，再加上惧怕公孙述的威猛，吴汉就准备退兵。张堪听说以后非常着急，立即骑马去见吴汉，向他献上打败公孙述的计策：利用公孙述的狂妄自大，假装部队已经弹尽粮绝，没有战斗力，诱使公孙述出城，然后利用东汉军队人数众多的优势，给公孙述致命一击。吴汉听后非常高兴，采纳了他的计策。公孙述果然中计，他看到汉朝军队呈现出疲弱无力、军心涣散的迹象，认为这是个很好的时机，汉朝军队肯定不堪一击，便率军出城攻打。此时，吴汉则派出精壮的部队展开突然进攻，公孙述军队大乱，他本人也被杀死在城下，吴汉率军占据了成都。
汉光武帝刘秀听到这个消息后非常兴奋，立即降旨，封张堪为蜀郡太守（为一郡的最高官吏）。
伐蜀时张堪是首先攻入成都的，当时公孙述的府库中珍宝堆积如山，张堪丝毫不为所动。他把珍宝清理得一清二楚，分条记述，上报充公，并将具体情况向光武帝刘秀作了禀报。他还派人安抚蜀郡的老百姓和下层官吏，让他们安居乐业。蜀郡的老百姓都庆幸他们有了个这么好的父母官。张堪在蜀郡做了两年的太守，后来被调入京城做骑都尉。在当时的封建社会，不对老百姓敲诈勒索的官吏是很少的，蜀地号称“天府之国”，可张堪离开成都时，仅仅是驾着一辆断了辕轩的破车，车上仅有他的一个装着行李的袋子而已，没有任何金银财宝。
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