发现天体是圆的
张衡从小聪明过人，他尤其喜欢天文地理知识，对一些常见的自然现象，十分好奇，观察到的问题，非要问个明白。
一个夏天的晚上，张衡和爷爷奶奶坐在院子里乘凉，望着天空的星星，一个一个数了起来。数着数着，问：“爷爷，我数的时间久了，发现有的星星移动起来了，有的都偏到西边去不见了。这边呢，又有的新星星出现了，它们是在赛跑吗？”
爷爷说：“星星是会移动的，你要看星星，首先要看着北斗星，就是东北天空十分明亮的那七颗星，连在一起就像烫衣服的熨斗，所以叫‘北斗星’。”
小张衡仰望星空，一会惊叫道：“噢！找到了找到了！那么，北斗星移动吗？”
“大约到了后半夜，它就移到地平线上，并且翻了个跟头，倒挂在天空。”
听了爷爷的话，张衡一直睡不着，偷偷起来看，闪烁明亮的北斗星真的倒挂天边，惊奇极了！北斗为什么会翻跟斗呢？带着这个问题，常常一个人关在书房里查资料做研究，，默默观察日月星辰的运转。他想，如果能制造出一种仪器，能够观察天宇和大地，那该多好啊！张衡把书本中找到的资料和日常观察到的自然现象，进行综合分析研究，根据“浑天说”的理论，开始设计制造仪器了。不久，当时世界上独一无二——“浑天仪”诞生了！这个巨大的铜球就像今天的地球仪，铜球外表刻有28宿和一些恒星的位置，球体内有一根铁轴贯穿球心，轴的两端直对北极和南极。球体的外面装有几道铜圆圈，代表地平圈、子午圈、黄道圈、赤道圈。赤道和黄道上刻有二十四节气。