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《灵宪》是张衡积多年的实践与理论研究心得写成的一部天文巨著，也是世界天文史上的不朽名作。该书全面阐述了天地的生成、宇宙的演化、天地的结构、日月星辰的本质及其运行等诸多重大课题，将我国古代的天文学水平提升到了一个前所未有的新阶段，使我国当时的天文学研究居世界领先水平。
《灵宪》的天文学成就
1、论述了宇宙的起源和宇宙的结构。
关于天地的生成问题，《灵宪》认为天地万物是从原始的浑沌未分的元气发展来的。元气最初浑沌不分，后来才始分清浊，清气和浊气相互作用，便形成了宇宙。清气所成的天在外，浊气所成的地在内。这种天体演化思想，是从物质运动的本身来说明宇宙的形成，认为宇宙结构不是亘古不变的，而是不断发展变化的。这些观点，与现代宇宙演化学说在基本原理上是相通的。
2、月食的成因。
在浑天说的基础上，科学地阐述了月食的原因。张衡在《灵宪》中写道："月光生于日之所照；魄生于日之所蔽。当日则光盈，就日则光尽也。"(大意为：月亮本身是不发光的，而是太阳光照射到月亮上，月亮才折射出光，太阳光照不到的地方则出现亏缺，正所谓"月有阴晴圆缺"。如果月亮进入地影──张衡将地影取名叫"暗虚"，就会发生"月食"。)可见，《灵宪》对月食原因的解释是很科学的。
3、宇宙的有限性和无限性。
虽然张衡把天比作一个鸡蛋壳，把地比作蛋壳中的鸡蛋黄，但他并不认为硬壳是宇宙的边界。关于宇宙的有限性和无限性，一直就是古今中外天文学界长期争论的一个问题。张衡在撰写《灵宪》时，受到了扬雄《太玄经》中一些天文观点的影响，但在宇宙的无限性上却没有遵循扬雄观点，而是自有见解。张衡认为，人们目之所及的宇宙世界是有限的，但在人们目之所及之外呢，就"未之或知也。末之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷"。
《灵宪》的影响
《灵宪》是古代中国天文学史上最杰出的天文学著作之一，也是中国天文学发展到达一个新高度的里程碑，虽然其中还有一些错误和不足，但在天文学史上的意义并不因此而逊色。