后世的浑天仪
水运浑天仪也称漏水浑天仪，简称浑天仪。它是一种水运浑象，用一个直径四尺多的铜球，球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等，成一浑象，再用一套转动机械，把浑象和漏壶结合起来。以漏壶流水控制浑象，使它与天球同步转动，以显示星空的周日视运动，如恒星的出没和中天等。它还有一个附属机构即瑞轮冥菜，是一种机械日历，由传动装置和浑象相连，从每月初一起，每天生一叶片；月半后每天落一叶片。它所用的两级漏壶是现今所知最早的关于两级漏壶的记载。漏水转浑天仪对中国后来的天文仪器影响很大，唐宋以来就在它的基础上发展出更复杂更完善的天象表演仪器和天文钟。
张衡还专门写了一篇文章《张衡漏水转浑天仪制》来介绍水运浑天仪，不过这篇文章已经散佚了，多亏南朝萧梁的刘昭在给《后汉书·天文志》做注时曾部分引用，使后人可以窥见其大略。在刘昭注中，把这段文字标题为《张衡浑仪》。刘昭所引，近人已有证明，它应是张衡的原作。
邮票中的张衡
刘昭所引的部分，大体包含了三部分内容。第一部分讲浑天学说和浑天仪中天极、赤道和黄道三者相互关系及彼此相去度数。第二部分讲所谓黄赤道差的求法和这种差数的变化规律。这是这一残文中的最多篇幅部分。第三部分讲黄道二十八宿距度以及冬至、夏至点的黄道位置。
仔细研究这篇残文，可以得到两点重要信息。其一，文中介绍了在天球仪上直接比量以求取黄道度数的办法。其二，文中给出了所谓黄赤道差的变化规律。黄赤道差后来在中国历法计算中起了很重要的作用，作为首创者的张衡，其贡献不可磨灭。
除了刘昭所引的这段文字之外，在《晋书》《隋书》的“天文志”里所引述的葛洪的话中，转引了一段题为《浑天仪注》的文字。在唐代《开元占经》第一卷里，编有一段题为《张衡浑仪注》和一段题为《张衡浑仪图注》的文字。在《开元占经》卷二十六“填星占”中，还有三小段题为《浑仪》的文字；卷六十五的“天市垣占”下小注中，有题为《张衡浑仪》的文字一句。这四段文字也不见于刘昭所引。不过这些文字中，或许有后人的掺杂或注释混入的情况。
地动仪内部结构想象图
遗憾的是，关于张衡浑天仪中的动力和传动装置的具体情况，史书没有留下记载。张衡写的有关浑天仪的文章只留存片断，也没有提及动力和传动装置问题。近几十年来，人们曾运用现代机械科技知识对这个装置作过一些探讨。最初，人们曾认为是由一个水轮带动一组齿轮系统构成。后来有人提出了一种完全不同的设计。他们把漏壶中的浮子用绳索绕过天球极轴，和一个平衡重锤相连。当漏壶受水时，壶中水量增加，浮子上升，绳索另一头的平衡锤下降。这时绳索牵动天球极轴，产生转动。不管张衡的动力和传动系统的实情究竟如何，总之，他是用一个机械系统来实现一种与自然界的天球旋转相同步的机械运动。这种作法在中国是史无前例的。由此开始，我们诞生了一个制造水运仪象的传统，它力图用机械运动来精确地反映天球的周日转动。直到20世纪下半叶原子钟发明和采用之前，一切机械钟表都是以地球自转，亦即天球的周日转动为基础的。所以，中国的水运仪象传统乃是后世机械钟表的鼻祖。
从当时人的描述来看，张衡浑天仪能和自然界天球的转动配合得丝丝入扣，可见浑天仪的转动速度的稳定性相当高。而浑天仪是以刻漏的运行为基础的。由此可以知道，张衡的刻漏技术也很高明。
张衡塑像
五、张衡的文学成就
大科学家张衡也是两汉文学史上一位重要的文学家，尤其是汉赋发展史上承前启后、具有划时代巨大贡献的重要作家。他一生作赋，虚心学习，全面地继承了前代赋家的各种赋体和表现手法。大赋远继司马相如《子虚赋》，近取班固《两都赋》，而创作了《二京赋》；*赋上追屈原《离*》、下踪班固《幽通赋》，而创作了《思玄赋》；七体步枚乘《七发》、傅毅《七激》，而创作了《七辩》；文赋则依东方朔的《答客难》、班固的《答宾戏》，而创作了《应间》。其他还有受扬雄《蜀都赋》启发而作《南都赋》；效傅毅《舞赋》而再作《舞赋》等等。以上所举，虽皆属模拟，成就又有高下之分，但都不同程度地显现出了艺术上的创意。如《应间》，固然踪迹东方朔的《答客难》和班固的《答宾戏》，但是又不似东方朔反话正说，辛辣尖刻地发泄遭时不遇的愤诽，也不似班固隐微地抒发内心以二世才术、位不过郎的不平衡的怨思。《应间》说有人对自己当太史令六年未迁升，一度转官为接近皇帝、较有权势的公车司马令后复任太史令，这是“失志”、“非进取之势”，然后做出应答，重在表明自己坚持高尚修洁的操守。《应间》说：“捷径邪至，我不忍以投步；干进苟容，我不忍以歙（胁）肩。……奉顺敦笃，守以忠信；得之不休（美），不获不吝（耻）。”尽管不被世俗理解也不愁闷，居下位而不忧，一心“与世殊技，固孤是求”。在太史令的位置上笃志于天文、科技的潜心研究，根本不以官职势禄为意的人生志向。经如此广收博取的学习继承，张衡融汇贯通，极富创造性地以《归田赋》实现了汉赋主体从铺采摛（chī，铺陈）文、闳衍巨侈、重体物而淹情志，向清新爽丽、短小精练、情境相生的转变，而开启了抒情小赋的创作时代。张衡赋的代表作历来公认为是《二京赋》、《思玄赋》和《归田赋》。
《二京赋》是张衡赋作中的代表。《二京赋》包括《西京赋》、《东京赋》两篇。二京，指汉的西京长安与东京洛阳。《后汉书·张衡传》说：“时天下承平日久，自王侯以下，莫不逾侈。衡乃拟班固《两都》作《二京赋》，因以讽谏。”《二京赋》在结构谋篇方面完全模仿《两都赋》，以《西京赋》、《东京赋》构成上下篇。《二京赋》是张衡耗费了十年心血完成的作品，从汉和帝永元八年（96年）张衡十九岁时草创，到汉安帝永初元年（107年）张衡三十岁在南阳主簿的任上才最终完成。
