在人类历史的发展长河中，长江后浪推前浪，他们照亮了当世，也光泽了万代，在时间的长河中站成了永恒。早在1900多年前的东汉，就有这样一位璀璨的明星，在历史的天空熠熠生辉，他就是数学家、天文学家、发明家、地理学家张衡。他不仅对中国乃至对世界的发展都做出了不可磨灭的贡献，也在世界科学文化发展史上竖起了一座巍巍丰碑。
公元78年，张衡出生在一个破落的官僚家庭，张衡幼年时家境已经败落，有时还要靠亲友的接济。失去了祖荫人仕的条件，张衡只有依靠自己的勤奋努力，才能改变贫困的家境。所以他刻苦学习，十几岁就通晓了五经和辞赋，但他的心思并不都用在这上面，他很关心农业生产、山川河流、商旅往来……他还喜欢仰望星空，数着满天灿烂的星斗，常常痴迷到一望就是几个小时。在仰望星空的时候，张衡还特别喜欢问一些为什么，如为什么天上的星星会发光？为什么有的星星明亮，有的星星暗淡？为什么有时星星像圆圆的铜镜，有时却像一把梳子？当然，在当时没有人能回答出这些问题。张衡在10岁那年看到一本叫《鹖冠子》的书。他被书中利用北斗星判定季节的四句话深深地吸引住了，从此他在仰望星空时又观察北斗星的变化，日积月累，他发现北斗星在围绕着一个中心转，一年转一圈儿，他豁然开朗：我终于明白了北斗星移是怎么回事了。
南阳的中心城市叫宛，距张衡的家乡不远，宛城北通新都洛阳，南通旧都长安，东通黄河中下游的平原地带，可谓商遍天下，富冠海内。张衡曾去那里参观游览，宛城人口密集，南北杂货，应有尽有。铁器铺里，刀剑戈矛，琳琅满目。张衡看得流连忘返，他不禁问道：“这打铁的原料是什么呢？”别人告诉他铁锭。他又追问：“铁锭从哪里来呢？”“城外炼铁炉炼出来的。”有人说。他到城外找到了炼铁炉，看到一排排炼铁炉里装着铁矿石，每个炉子有几只风箱鼓风，炉火熊熊，工匠们忙着运送铁矿石和木炭，却没有人拉风箱，张衡很诧异，就想仔细探个究竟。原来，这里的水流很急，急流中装了一个平放的水轮，被水冲得转个不停。水轮的铁轴很长，轴的上端装了个大齿轮，这齿轮套着另一个齿轮，那个齿轮又带动别的机件，最后带动一根铁杆一来一回地拉风箱。一排几十个风箱，不用一个人，就能自动鼓风，使炉火熊熊，矿石熔化，铁水奔流。张衡看得惊呆了，机械的巧用居然可以代替人力而且效率还这么高！后来他还知道了发明水力鼓风方法的是几十年前的南阳郡太守杜诗，他渐渐明白了自己的努力方向。
自古圣贤之言学也，咸以躬行实践为先，识见言论次之。他的学习方法和所走的道路与众不同。那时的仕宦人家子弟六七岁便开始入学，掌握一定的基础知识以后，就外出投奔名师进一步攻读。而张衡到了十六七岁时才告别家人，只身外出游学。当时洛阳是政治、经济、文化的中心，急于仕进的读书人，都愿意到那里学习。在洛阳经郡太守的推荐成为博士子弟以后，才能进太学受业。太学是当时的最高学府，士子在那里学习一年后，通过太学官的考试便可被任命为小官。以张衡的才学和其祖父的功德而论，他当可被推荐为博士子弟，但张衡十分重视在实践中学习，以此提高自己的能力，因此，他并未直接去洛阳，而到长安京畿之地三辅地区考察了3年。
张衡在三辅地区考察期间，走遍了广阔的渭河平原，游历观览了太华、终南山等名山的风景，考察了当地的民情风俗，特别对长安的宫廷建筑产生了极大的兴趣，他观察得更为仔细。通过游览，张衡积累了大量的文学素材，为日后的文学创作打下了坚实的基础。
张衡游历完三辅后经过灞桥，于永元七年（公元95年）来到骊山。在骊山停留的时候，他被骊山温泉的美丽深深地吸引住了，于是写了《温泉赋》，这是他流传至今的最早的文学作品。其中观温泉、浴神井、风中峦的激情表达，正是他饱览山水的体验，后世柳宗元的上高山、入深林、穷回溪（《始得西山宴游记》）的有关体验，正是与此一脉相承。张衡在这几年的考察中提笔作赋，随时把自己的感受写下来，既表达了对山河的热爱，也锻炼了自己的文思，提高了自己的观察能力和思维能力。
张衡在洛阳的五六年博览群书，如饥似渴地学习知识。他不仅虚心求教，听他们讲学，还读遍了各家流派的著作，结识了很多和他志趣相投的朋友，如后来成为东汉儒学大师的马融，写下东汉政论名著《潜夫论》的王符，后来成为东汉数学家、天文学家的崔瑗。他们在一起研究文学、音乐、数学、天文历法。当时太学的学生学习“五经”（指诗、书、礼、易、春秋）“六艺”（礼、乐、射、御、书、数），毕业时每人也不过通晓一经一艺，但张衡已经达到了通“五经”、贯“六艺”的地步。张衡还学习了天文、地理、气象、历算等方面的知识，他的好友崔瑗评说张衡：“焉所不学，亦何不师，盈科而进，成章乃达；一物不知，实以为耻，闻一善言，不胜其喜。”
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