話說公元138年的一天，洛陽城裏漢順帝早朝，文武百官班列兩旁。順帝道：“眾愛卿，可有什麽事情要向朕奏明？”這時班中一位老臣，鶴發童顏，趨前幾步跪下道：“臣今早察知京師正西方向發生地動，那裏必是房倒牆摧，江河橫溢，生靈塗炭，萬請陛下速派員安撫，以救民於水火。”這個老人就是年已六十歲的張衡。他本來在朝中任太史令、侍中，三年前因敢於直言而被排擠出京任河間相，如今剛剛回朝任尚書，第一次上奏就說出這般不吉利的話來。
張衡雕像
這時外麵風和日麗，朗朗乾坤，沒有一絲地震的跡象，當即有人跪奏順帝：“我朝在和帝永元八年（96年）至安帝延光四年（125年），三十年間就有二十三年發生大地震。安帝元初六年（119年），兩次地震，京師和四十二個郡全都受災，房倒屋塌，山崩地裂。那是神靈主宰，上天垂象，朝將易主，果然連換三朝。自我皇永建元年（126年）登基以來，上應天意，下隨民心，天下太平，穀豐糧登，何來凶象之兆？平子（張衡字）在朝為官多年，被調為外相，分明是對聖上有怨。今日登殿假借天意，造謠惑上，宜交廷尉（掌刑法的官）論罪，以肅朝綱。”此人伶牙俐齒，口若懸河，朝中不少迷信老朽聽得連連點頭。張衡的一些好友也不敢插嘴申辯，大殿之內一片肅靜。
順帝一時也拿不定主意。先朝的大地震他是知道的，至今想來還心驚肉跳。可是，自他登基十二年來，張衡就有十一年在他身邊侍奉，上傳下達，犯顏直諫，忠於職守。自任太史以來，推算曆法，研究天文，製成渾天儀，演測天象，確有成效，今日之言絕不至於信口開河。想到這裏，便問道：“卿言西方地動，有何根據？”張衡說：“臣在家中親自測得，三日之內必有驛報，若無此事，甘以欺君之罪受死。”於是，當日散朝無事。
再說張衡散朝回來，一班親朋好友都為他捏著一把汗，將他簇擁至家，七嘴八舌，要討個放心。張衡脫了朝服，輕捋銀須，微笑道：“諸位不必擔心，請隨我看一樣東西。”眾人隨他來到後院一間廂房，這裏滿壁都是楠木書架，擺滿各類書籍，還有他的手稿《溫泉賦》《歸田賦》和那篇花了十年時間才寫成的《二京賦》，以及天文著作《靈憲》《渾天儀圖注》，數學著作《算罔論》等。這時，蔡倫又剛剛改進了造紙術，所以這張衡的書房和地中海邊阿基米德的石頭書屋已大不一樣，並沒有那些大卷羊皮、顏料、鵝毛筆之類的東西。
奇怪的是，書房當中放著一件東西，狀如一個大酒樽，圓徑八尺，頂上有突起的蓋子，表麵有浮雕的篆文、山、龜和鳥獸花紋。這是他六年前（132年）親手用青銅製成的，這個大“酒樽”的上部鑲著八條龍，龍頭分別朝東、西、南、北、東北、東南、西北、西南八個方向排列，每個龍嘴都含有一顆銅球。每個龍頭下對著一隻蛤蟆，張嘴對著龍口呈接食狀。大家仔細一看，八條龍唯有向西這條龍嘴巴緊閉，所含銅球已掉在下麵蹲著的那隻蛤蟆嘴裏。
張衡說：“這叫地動儀，能測八個方向的地動，隻要遠處大地一有震動，必有一條龍吐球報信。你們看西麵這條龍已經吐下銅球，告知那麵肯定有地動了，所以我今天上朝奏明聖上，不想那些奸頑之徒又要乘機進讒言，我自信這儀器是不會誤人的。”這時人們還是疑信參半，心神不定。大家圍著這件怪東西轉了幾圈，議了一會兒，便也都慢慢散去。
地動儀模型
地動儀為何能報出地震，測出方向呢？原來，大酒樽內立一根很重的銅柱，名曰“都柱”，上粗下尖極易歪斜。都柱周圍的八個方向有八根曲杆，與八個龍頭相接，隻要一個方向有地震波傳來，極不穩的都柱便會倒向這個方向，壓動曲杆，牽動龍頭，張口吐出銅球。這與阿基米德那些拋石機一樣也是用的杠杆原理，那曲杆就是我們現在機械學上所說的“曲橫杆”。張衡當年已如此熟練地運用這種機械原理，確是才思過人。
再說第二天，一日不見消息，第三天也無動靜。這時，那些反對張衡的人更有了話柄，有的上書要求皇上治他的罪，有的到他家裏來諷刺挖苦，張衡的一些朋友更是提心吊膽。按說就是千裏路程，如真有地動，驛馬日夜兼程也該到京了，莫不是儀器有失？張衡的夫人、子女、家人仆從也無不急得如熱鍋上的螞蟻，唯有他自己讀書、批文，泰然自若。眼見紅日西斜，第三天又要過去。張衡批了一天的公文回到書房，剛捧起一卷書，忽然，老家人闖了進來，不及下跪就慌慌張張地說道：“老爺，不好了，剛才宮裏太監宣您到溫德殿見駕，怕是為了那日朝上爭論的地動一事吧。”張衡聞言急忙換了朝服去到溫德殿見駕。到底是凶是吉，且聽下回分解。