장형(78~139)은 자가 평자이며, 남양 서아(지금의 허난성 남양 현 석교진) 사람이다. 그는 중국 동한 시대 위대한 천문학자로서 우리나라 천문학 발전에 지울 수 없는 공헌을 하였으며, 수학·지리·회화 및 문학 등 여러 분야에서도 뛰어난 재능과 넓은 학식을 보여주었다.
어린 시절의 장형은 천성이 총명하고 태도가 겸손하며 특히 문제를 깊이 생각하는 것을 좋아했다. 자연계의 온갖 사물에 대해 깊은 관심을 가졌던 그는 아침 이슬을 머금은 꽃, 정오에 하늘 높이 떠 있는 태양, 밤하늘의 맑은 달과 반짝이는 별들에 이르기까지 끝없이 상상력을 펼쳤다. 늘 부모님 뒤를 따라다니며 이것저것 물어보곤 했다.
한번은 어머니와 함께 들판에서 나물을 캐러 나갔다. 나갈 때 해는 동쪽으로 막 떠올랐는데 붉고 화사하여 보기 좋았다. 그는 우연히 자신의 긴 그림자를 보게 되었고, '내가 이 그림자처럼 크고 장대하면 얼마나 좋을까' 하고 생각했다. 그러다가 정오 무렵, 어머니는 가득 찬 바구니를 들고 있었다. 그는 어머니 뒤를 따라 깡충깡충 뛰며 걷고 있었는데, 갑자기 "어머! 그림자는 어디로 간 거지?" 하고 놀라 외쳤다. 고개를 숙여 보니 그림자가 한데 모여 자신의 발밑에 짓눌려 있었다. 장형은 어머니께 당황해서 물었다. 어머니는 "정오가 되면 해가 가장 높이 올라가서 그림자가 짧아지고 작아져 이렇게 된다. 저녁 무렵 해가 질 무렵에는 다시 길어질 거란다."라고 설명해주셨다.
집에 돌아온 후에도 장형은 계속 자신의 그림자의 길이를 관찰했다. 과연 어머니 말씀처럼 해질 무렵 자신의 그림자는 아침처럼 다시 길어졌다. 새롭게 배운 지식을 얻었다는 생각에 기쁨을 느꼈다.
어느 여름밤, 부모님은 어린 장형을 데리고 탈곡장에서 더위를 식히러 나갔다. 사람들이 하루 중 가장 즐거운 시간이었다. 어른들은 부채를 흔들며 이것저것 이야기를 나누었고, 아이들은 서로 깔깔거리며 신나게 놀았다. 숨바꼭질도 하고 집짓기 놀이도 하는 가운데, 오직 장형만 조용히 구석에 앉아 어두운 밤하늘을 바라보며 혼잣말로 '하나, 둘…'이라고 중얼거렸다. 어머니는 그가 낮에 나들이 다녀와 피곤했겠거니 생각하고 말했다. "형아야, 피곤하면 방 안에 들어가 쉬렴. 멍하니 거기에 서 있지 마라, 영혼이라도 잃은 것 같으니." 그러나 장형은 마치 듣지 못한 듯 계속 서서 눈을 떼지 않고 하늘을 응시했다.
부모님이 아무 대답이 없자 더 이상 신경 쓰지 않았다. 한참 후 어른들도 모두 졸음이 와 하나둘 집으로 돌아가 잠을 자러 갔지만, 장형은 여전히 하늘을 바라보고 있었다. 그러자 나이 좀 큰 아이가 다가와 어깨를 두드리며 말했다. "쯧쯧! 미쳤냐? 하늘만 계속 보고 있네. 저기서 금알이라도 떨어질 줄 아나?" 장형은 비로소 정신을 차리고 목이 결릴 정도로 아픈 걸 주무르며 말했다. "누가 금알 떨어지기를 바라요? 저는 별을 세고 있는 겁니다." 이 말에 주변 사람들은 모두 얼이 빠졌다. "뭐, 뭐? 별을 센다고? 참 이상하구먼. 별을 세는 바보 같은 일도 있네. 그럼 내가 묻겠다. 다 센 거냐?" 큰형이 물었다. "아직 다 세지는 않았어요. 지금까지 1000개 넘게 세었죠."
옆에 있던 한 할아버지가 끼어들었다. "얘야, 이제 그만 세어라. 하늘의 별은 끝없이 많아서 도저히 다 셀 수 없단다. 끝없이 많고 제각각 움직이니…" 하지만 장형이 단호하게 끼어들었다. "아닙니다! 저 하늘 한 구역에는 천 개가 조금 넘을 뿐입니다. 제가 계속 세면 반드시 다 셀 수 있어요." 이 말에 할아버지는 장형의 끈기 있는 모습에 감동해 할 말을 잃고 말았다.
그때 장형의 아버지가 달려와 자리 정리하면서 말했다. "할아버지께 그렇게 말하지 마라." 장형은 잘못했음을 알고 바로 할아버지께 사과했다. 하지만 돌아선 순간 또 아버지를 설득하려 했다. 아버지는 이미 그의 마음을 알았기에 말했다. "형아야, 아비는 네 마음을 안다. 하지만 너처럼 하나하나 세는 건 방법이 아니란다. 하늘의 별들은 분포에 규칙이 있으니, 그 규칙에 따라 별들을 하나의 별자리로 나누어야 한다. 그래야 별들의 위치를 정확히 파악하고 기억할 수 있지."
소년 장형은 고개를 끄덕이며 아버지의 말대로 했고, 실제로 많은 새로운 별들을 알게 되었다.
세월이 흐르며 장형의 학문에 대한 열망은 점점 더 커졌다. 당시 각종 자연재해가 빈번하게 발생하였고, 지진이 가져오는 피해는 특히 심각했다. 지진은 예고 없이 찾아와 엄청난 파괴력을 지녔다. 이에 장형은 생각했다. '지진이 발생한 후 그 진앙지를 정확히 측정할 수 있는 기계를 만들 수 없을까? 그러면 신속하게 구조 물자를 보내 구조 활동을 할 수 있을 텐데.' 목표를 정한 후 그는 지진 관련 자료를 방대하게 조사하였고, 여러 차례 현장을 직접 답사하기도 했다.
때로는 직접 최신 지진 발생 지역에 가서 지반의 진동을 측정하기도 했다. 어느 날, 그는 측진기를 땅에 꽂고 데이터를 읽으려는 순간, 강력한 여진이 발생하여 그의 가까이에 있던 흙담이 쾅 소리를 내며 무너졌다. 다행히 그가 재빨리 옆으로 몸을 날렸기에 간신히 목숨을 구했고, 그렇지 않았다면 분명 으스러졌을 것이다. 그는 몸에 묻은 흙을 털며 다시 기기의 데이터를 확인했다. 멀리서 지켜보던 마을 사람들은 그의 행동을 이해할 수 없었고, "저 사람은 정말 미쳤다"고 생각했다. 그러나 장형은 전혀 개의치 않고 밤낮없이 지진의 원리와 기기를 연구했다. 얼마 지나지 않아 지진의 방향을 감지하는 기기인 '지동의(地動儀)'가 성공적으로 세상에 발표되었다.