壹個夏天的晚上，張衡、爺爺和奶奶在院子裏乘涼。他坐在竹床上，仰著頭，茫然地望著天空，不時擡手指指，仔細數著星星。
張衡對爺爺說:“我數了很久，看到壹些星星在動。原本在天上的東西已經去了西方。有些星星出現了，有些星星消失了。他們不是在跑嗎？”
爺爺說:“星星會移動。如果妳想知道星星，妳必須先看看北鬥七星。看那邊明亮的七顆星星。合在壹起就像熨衣服的熨鬥。很容易找到……”
“哦！我找到了！”小張衡非常興奮地問:“那麽，它是怎麽移動的呢？”
爺爺想了壹會兒，說:“大約午夜時分，它移到了地平線上。到了天亮，北鬥翻了個身，倒掛在天上……”
那壹夜，張衡睡不著，多次起床看北鬥。夜深人靜的時候，他看到閃亮明亮的北鬥七星，倒掛著。他感到多麽幸福啊！他想:這個北鬥為什麽要這樣轉？原因是什麽？天亮了，他急忙去問爺爺，爺爺也解釋不清楚。於是，帶著這個疑問，他去閱讀天文文獻。
後來張衡長大了，皇帝得知他文才出眾，就把張衡叫到首都洛陽當禦史，主要掌管天文歷法。
為了探尋大自然的奧秘，年輕的張衡經常在書房裏獨自學習研究，經常站在天文臺上觀察日月星辰。他想，如果我們能制造壹種儀器，既能從上面觀察天空，又能從下面觀察地球，並預測自然界將會發生什麽，這對人們預防災難和揭露那些荒謬的迷信故事將會有很大的幫助！
於是，張衡從書本上分析研究觀測資料，開始了“觀天觀地”儀器的試制。他首先寫了壹本關於他的研究的書，叫做《靈憲》。在這本書裏，他告訴人們:天空是球形的，像壹個雞蛋，天空像壹個蛋殼，包裹在地面之外，地面像壹個蛋黃，這就是所謂的“渾天說”。
然後根據這個理論，張衡開始設計制造儀器。不知過了多少風雨交加的早晨和不眠之夜，當時世界上最先進的天文儀器之壹——渾天儀誕生了。這個大銅球很像今天的地球儀。它安裝在壹個傾斜的軸上。通過水力旋轉，其自轉速度與地球自轉速度完全壹致。而在這個人造天體上，妳可以準確地看到太空中的星星。張衡說:“天空中有2500顆星星，但我們經常只能看到120顆。”
後來，經過努力學習，張衡發明並創造了世界上第壹臺可以預測地震的儀器——地動儀。這個地動儀也是鋼制的，形狀像壹個酒缸，四周有八條龍，每條龍口都含壹個小銅球。只要龍嘴裏的銅球吐出來，就說明那個方向有地震。測試非常有效，沒有壹次失敗。
張衡在科學方面的創造發明之所以偉大，是因為他從小熱愛科學，勤奮學習，堅持不懈地觀察實驗，能夠把書本知識和實踐經驗結合起來，通過自己的艱苦研究和創造而獲得。