后来武则天侄武三思慕名请与结交，遂隐入嵩山，削发为僧，师事禅宗北派大师普寂，法名一行。先后到剡州天台山、荆州当阳山学习佛教经律和天文。于开元五年（717）为唐玄宗李隆基礼迎回长安，向他征询治国之道。开元八年，天竺僧金刚智至长安传授密宗。一行从金刚智灌顶受法，此后成为唐代密宗的一代领袖。
（中国密宗——唐密的建立者,一般推为“开元三大士”,即善无畏、金刚智、不空。但是他们的弟子一行和惠果也起了重要的作用。...密宗所依经典主要有《大日经》、《金刚顶经》、《苏悉地经》等。一行所撰的《大日经疏》则是该宗思想的代表，西藏藏密和日本的东密，都来自唐密）
僧一行最大的成就，就是组织了全国十多个点的天文大地测量。测算制定了著名的《大衍历》，提出了自变数不等间距的二次差内插法；吸收印度传入的正弦函数，并用于编制天文数表；提出了含有三次差的近似内插公式等等
（这也十古代封建社会的一带特点，唐代的科学家主要集中在数学和天文领域，而且宗教背景和神秘色彩很浓，所谓演算历法，沟通天地，做出一些谏言和预测。由星象学推出天运，命数之类的，甚至是天灾人祸的因由）。
僧一行圆寂前虽然有许多门徒，但是有兴趣传承他机巧之学的，便只有这位，因此他的张姓就来自老师俗家的姓氏，起名意为“张世广渡”的意思。
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