张衡出生在河南省南阳县一个没落的地主家庭。 他从小聪敏过人，对瞬息万变的大自然充满了兴趣。尤其让他着迷的是天空中那些神话般的日月星辰，这让他对天空充满了遐想。

一次，他和妈妈去挖野菜，太阳刚从东方升起，张衡发现自己的影子比自己要长好多。但是，到了中午，妈妈带他回家时，自己的影子却缩成一团了。

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以后，每当他发现自己的影子缩成一团时，就催妈妈赶快回家做午饭。

他还喜欢听妈妈讲有关自然界的故事。白天，阳光普照，母亲给他讲后羿射日的故事；晚上，月亮的银光堆积如水，母亲便把小张衡抱在怀里，给他讲嫦娥奔月的故事；星星洒满天空时，妈妈告诉他天上文曲星的传说和二十八星宿的神话。

有一次，母亲给他讲完故事，很久不见他回应，于是拍拍他的小脸蛋，问道：

“张衡，你在干吗？”

“我在数星星。”

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母亲很奇怪，疑惑地问道：

“天上的星星动来动去，你怎么能数得清呢？”

“可是，我发现这些星星并没有乱动啊。你看那颗星，它往西边移动，而它旁边那些小星星也跟着移动呢！”

母亲一看，果然是张衡说的那样。就这样，小张衡毫无厌倦地一边观察一边数，他可以数到一千多颗呢。

张衡不仅聪明，读书也非常仔细用心。遇到自己不懂的问题，就会主动向他人请教。

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到10岁的时候，张衡就已经熟读《诗经》，同时还阅读了很多其他的书籍，对其中的天文、历法知识非常熟悉。

有一次，私塾先生给学生们讲《诗经》中的句子“七月流火，九月授衣”时，把“流火”解释为“落下的一晃而过的大火星”。

先生说大火星就是我们经常见到的流星。

张衡觉得先生的话有矛盾，就立刻站起来说出与先生完全不同的解释：

“先生，那‘流火’是二十八星宿中的萤惑星（即火星），‘流’是萤惑星偏西向下的意思，而不是指落下。”

接下来，他又引证《史记·天官书》《淮南子·天文训》等书中有关论述，一口气说出火星星宿和北斗星的区别。

就这样，张衡对外界的事物充满了无穷无尽的好奇心，凭着对它们浓厚的兴趣和探索，最终成为了著名的天文学家。