张衡是我国东汉时期著名的天文学家，为我国天文学的发展作出了不可磨灭的贡献；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。
张衡小的时候，在一个炎炎夏日的晚上，他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，原来在天空正中的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们是在跑动吗？”
爷爷说道：“星星确实是会移动的。你要想认识星星，就要先看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像一个勺子，很容易找到。”
“噢！我找到了！”小张衡很兴奋，又问：“那么，它是怎样移动的呢？”
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，这北斗就翻了一个身，倒挂在天空上”这天晚上，张衡一直睡不着，多次起来看北斗七星。夜深人静，当他看到那闪烁而明亮的北斗星时，果然倒挂着，他非常的高兴。他想：这北斗为什么会这样转来转去，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，皇帝得知他在天文学上很有造诣，便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，年轻的张衡常常把自己关在书房里读书和研究，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，这对人们预防灾害，揭穿那些荒诞的迷信鬼话，该是件多么好的事啊！
于是，张衡把从书本中获取的知识和观察到的材料，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，就像鸡蛋壳一样，包在地的外面，地就像蛋黄，就把这叫做“浑天说”。
接着，张衡根据这种“浑天说”的理论，开始设计和制造仪器了。经过多个日夜的细心研究，一个当时世界上最先进的天文仪器——浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪，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。张衡说：“天上的星星，能见的共有二千五百颗，但我们经常能看到的却只有一百二十颗。”
