汉和帝继承时，窦太后临朝执政，让他的哥哥窦宪掌握了朝政大权，东汉王朝就开始走下坡路了。著名的科学家张衡就是这个时期的人。
张衡特别爱好数学和天文研究。朝廷听说张衡是个有学问的人，召他到京里做官，担任太史令，负责观察天文。

张衡通过对天象的观察研究，断定地球是圆的，月亮是借太阳的照射才反射出光来。他还认为天好像鸡蛋壳，包在地的外面；地好像鸡蛋黄，在天的中间。

张衡用铜制造了一种测量天文的仪器，上面刻着日月星辰等天文的现象。叫做“浑天仪”。据说什么星从东方升起来，什么星向西方落下去，都能在浑天仪上看得清清楚楚。

那个时期，经常发生地震。有时候一年一次，也有一年两次。发生一次大地震，会影响好几十个郡，城墙、房屋发生倒坍，还死伤了许多人畜。张衡对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验，发明了一个测报地震的仪器，叫做“地动仪”。

地动仪是用青铜制造的，形状有点像一个酒坛，四围刻铸着八条龙，龙头向八个方向伸着。每条龙的嘴里含了一颗小铜球：龙头下面，蹲了一个铜制的*，对准龙嘴张着嘴。哪个方向发生了地震，朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来，把铜球吐出。铜球掉在*的嘴里，发出响亮的声音，就给人发出地震的警报。

公元138年2月的一天，张衡的地动仪正对西方的龙嘴突然张开来，吐出了铜球。按照张衡的设计，这就是报告西部发生了地震。

过了几天，果然有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震，连山都有崩塌下来的。大家都大惊进而信服。

张衡的科学成就是伟大的，他制成的浑天仪和地动仪在那个时候都是举世无双的，他在我国科学史上留下了光辉的业绩。