【豫-登封1】立天地之中 为天地立心~观星台

作者:隐水风帆 显示图片

       周末利用一天时间,我们一行五人应朋友邀请下,驱车前往郑州的登封市参观。主要参观了登封市观星台,少林寺、中岳庙、袁桥古村,这也是第三次来登封市。中华历史渊源流长,博大精深,流恋忘返,古老文化惊艳数千年,每次来都有新感觉。




观星台,位于河南省郑州市登封市东南13千米告成镇,由天文学家郭守敬于至元十三年(1276年)至至元十七年(1280年)主持建造。


观星台由盘旋踏道环绕的台体和自台北壁凹槽内向北平铺的石圭两个部分组成,台体呈方形覆斗状,四壁用水磨砖砌成。观星台北侧的石圭用来度量日影长短,所以又称“量天尺”。
观星台是科学、宗教与政治相互作用的产物,
因其独特的设计而成为元代天文学高度发达的历史见证。


1961年3月4日,观星台被中华人民共和国国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。
2010年8月1日,包含观星台在内的登封“天地之中”历史建筑群被列为世界文化遗产。



“照壁”位于“观星台”建筑群的大门前6.4米处,高5米,长7.14米,宽0.9米,为砖砌硬山式建筑。



建造于清乾隆十三年(1748 年),壁北面嵌有时任登封知县施奕簪撰写的“千古中传”青石额一方。


“千古中传”意为中传千古、千古流芳,简明概括了古代天文学重视中土的观测传统,是对“观星台”和“周公测景台”这两台的形象讴歌。



这里现在是中国天文博物院。悬挂着“中国天文博物院”的牌匾,无声地证明了这个院子尊荣的地位。



山门立柱上的一幅对联:石表寓精心,氤氲南北变寒暑;星台留古制,会合阴阳交雨风。


正对着“千古中传”四个大字



春日谒周公祠观测景台碑。此碑为明代书法家郑大原题书,行书,书法瘦劲刚健。诗文描述了元圣(周公)当年在此测影观星的所见所闻所思。郑大原,明代山西上说人,隆庆年间举人,曾任登封知县。。


内侧的一块石碑,上方刻着明代书法家郑大原写下的《春日谒周公祠观测景台》:“元圣当年曾测景,巍峨庙貌石淙浔。阶前台榭余芳草,门外山川映古林。观象已知超远略,量天更见识玄心。我来肃戒明禋典,漫向碑前績赏音。”


这个石碑没有认真领会


走近周公测景台



中国最早的天文观测仪器是专用土圭观测日影,而最早装置圭表的观测台是西周初年在阳城建立的周公测景(影)台,因周公营建洛邑选址时,曾在此建台观测日影而得名。


周公不仅是西周初年著名的政治家、军事家,而且在天文地理上也颇有建树。他认为,在天上北极星是众星之王,号称“天帝之星”,位于天的中央。那么观星台就必须建在地的中央。经测定,他认为阳城(今登封东南告成镇)为“天下之中”。于是,他就在这里立圭表测日影。其制与《周礼》所记土圭测日影之说相符。



表(直立的柱子)高八尺(267厘米),圭是与表相连的座子。太阳照射表的影子落在圭上,夏至之日正午投影最短,仅有一尺五寸(50厘米),冬至日的日影则最长。利用土圭观测日影,就能比较准确地测定二至二分(冬至、夏至,春分、秋分),测定出太阳年的长度,这为历法的制定提供了可靠的依据。在周初分封诸侯国时,周公还根据各地夏至时的日影长度来确定“诸侯受封土地的疆界”


周公测景台为以后几代所沿用。唐代时修建了石表,据《旧唐书》记载:唐玄宗开元十一年(723年),命太史监南宫说仿周公土圭旧制,换以石圭、石表。并留有当时的天文官南宫说所刻的“周公测景台”字样。


周公测景台,比建于公元前二世纪的希腊亚历山大天文台和罗得斯观星台还早八百余年。1961年,国务院公布观星台为全国重点文物保护单位,现建有中国天文博物馆对游人开放。


实际上用圭、表研究天文的起源很早,人类进入畜牧农业社会以后,发现播种与收获都有很强的季节性,早晚相差几天,收成就大不相同。人们希望收获更多更好的粮食。究竟什么时候该种植什么作物,什么时候适宜收获。这些问题都迫切地提了出来。人们在长期的生产斗争和生活经验里已经注意到日影的长短和寒暑变化有关,为了准确地测量寒来暑往的季节变化,就产生了立竿见影的方法。


中国古代测日影所用的仪器叫“圭表”,“表”就是直立于圭一的杆子,“圭”就是放在地面上的土堆,用圭表测影,也叫立杆测影,用立杆测影研究历法,是天文学发展的一次飞跃。


到了周代,使用圭表就有了规范,杆子(表)规定为八尺长,《周礼》中载有“日至之景,尺有五寸”的记载,意思是在天地的中心——河南省登封市告成村夏至那天的中午,八尺表的影台影长,刚好是一尺五寸。


石表上刻有“周公测影台”五个字。这座石圭石表通高三点九五米,分上、下两部分,下部是方形的石座,上小下大呈柳形锥体,名曰“圭”,高约一点九六五米,上部为长方形石柱,名曰“表”,高约一点九五六米,合唐开元尺子的八尺。石表北面距石座上面北边沿三十七厘米左右,约合唐开元尺一点五尺。


石座下部四周看不到影子,好像这一天无影。故俗称此台为“没影台”。石座背面,后人题刻有:“道通天地有形外,石蕴阴阳无影中”对联一幅,即含有这个意思。


测量的原则和方法有:一是圭与表成垂直角度(即九十度);二是圭表设置必须与当地子午线相吻合(即下南正北方向);三是观测日影,必须在每天的日中,日复一日,天天测影,把每天的测量的影长数据一一记录下来,根据每天日中日影的变化,找出季节的变化。

测量的原则和方法有:一是圭与表成垂直角度(即九十度);二是圭表设置必须与当地子午线相吻合(即下南正北方向);三是观测日影,必须在每天的日中,日复一日,天天测影,把每天的测量的影长数据一一记录下来,根据每天日中日影的变化,找出季节的变化。周公把表影最长的那天定为“冬至”。这天中午,太阳直射南回归线,北半球的白天最短;把表影最短的一天定为“夏至”:这一天日中,太阳直射北回归线,北半球的白天最长。把一年中的日中日影最长的一天,到下一年日中日影最长一天的周期,即地球绕太阳一周定为一个“回归年”


在一年中,把两个日中日影长相等,昼夜时刻相同的日子,分别定为“春分”和“秋分”后逐步总结出二十四节气,服务于人类的生产生活。



周公祠采用面阔三间带卷棚的砖木结构硬山式建筑,1975年曾进行落架翻修,内部塑有周公像,体现明代建筑风格。


刘士伟题游
清乾隆四十四年(1779年)刻,刘士伟撰文并草书。诗文抒写了作者游古阳城观星台所见所感。



沈括浮漏
“浮漏”是按宋代科学家沈括浮漏而复制,漏壶是古代的一种计时器,相当于现代的钟表,沈括由求壶、复壶、废壶、建壶组成,以容纳水量的
多少而显示时刻。


. “周公祠”,登封颍阳王顺治沫手书,1999年秋月榖旦


周文王的第四个儿子,武王的弟弟周公姬旦,通过观测太阳的运行轨迹,认为阳城是天地和宇宙的中心,并且在这里测量日影和验证四时。从此以后,当地就有了这样的民谣:“天有心,地有胆,天心地胆在告县”。                                           
         在中华文明的晨曦中,有这样一位人物:他既是雄才大略的政治家和军事家,也是奠定三千年礼乐基础的伟大思想家;他既在历史中真实存在,功勋彪炳,又在民间传说中被尊为“梦神”,家喻户晓。他,就是周公——一个在真实与传说之间,深刻塑造了中华民族文化基因的传奇人物。    


                                                                          
        武王死后,辅佐成王经营周朝,干得有声有色,把国家治理得有模有样。出于巩固政权的考虑,周朝打算营建东都,初步选址洛邑(今洛阳)。周朝人特信风水,建都这等大事自然也要风水先行,于是,作为国家首席风水师的周公肩负使命,为东都的创建寻求风水依据。测风水需要一个合适的地点,还需要一个观测工具。经过一番考察,周公认定告成这地方是建观测站的最佳地点,于是,中国最古老的国家天文台便在告成诞生。


北距周公测景台14.3米,巍然矗立的覆斗状建筑便是观景台,为元代天文学家郭守敬主持修建,是中国现存最早的天文台,也是中国古代验证和测量二十四节气的天文场所。

郭守敬是我国古代一位杰出的科学家,他很善于吸取和总结前人的宝贵经验和成果,又非常重视实际测量,很得元世祖忽必烈的重用。


为了给制定历法提供准确的天文数字 ,因为只有有了准确的历法,才能不误农时。 郭守敬领导了一次大规模的“四海测量”,观测范围从北纬15°的南海起, 每隔10°设一个 点,直到北纬65°的地方为止,共建立了27个天文台和观测台。

观星台在这27处观测台站中是中心观测台站,而保留至今的也只有观星台一处,是我国元代天文学高度发达的历史见证。 目前观星台还具有测量功能(最近一次测量在1975年)。


元代时,阳城既不是经济中心也不是政治中心,郭守敬为何要在这里建一座天文台?郭守敬为何选择在阳城建观星台,在登封还有着一个美丽的传说。


郭守敬接受改革历法的任务后,就很想在大地的中心建一个观测站。 可是,大地的中心在哪里呢? 郭守敬想尽了办法也没能想出个所以然,还为此得了一场大病。

一天,郭守敬正卧床养病,大门外来了一个医生,送了一张药方,郭守敬接过药方一看,只见上面写着: “天心”一个,“地胆”一枚,药引: “中药”一钱。 刚看完药方,郭守敬便立即跳下床,欣喜地对随从说: “快去把大夫请来! ”随从到大门口一看,大夫早已走了。 郭守敬惋惜地说: “此药妙矣! ”随从一听问道: “有天心、地胆这样的药吗? ”


郭守敬说: “药没找到,不过药引找到了,‘中药’可能就是中岳嵩山,‘一钱’可能就是说在中岳嵩山以前,‘天心’、‘地胆’可能就在中岳嵩山以前。 ”于是就带领人马到中岳嵩山找“天心”“地胆”去了。

后来一位石匠告诉他: “天有心,地有胆,天心地胆在告县! ”郭守敬一听,“啊”了一声说: 知道了。 武则天在万岁登封元年,登嵩山,封中岳,大功告成后,改嵩阳县为登封县,改阳城县为告成县,告县就是告成县,就是现在的告成镇。


后来,郭守敬在告成发现了周公测景台,他便在测景台的后面建起了一座观星台。 一年365天5小时49分12秒就是在这里测出的  。                          
        观星台下一长条形状的石圭,名为“量天尺”,又名“八尺表”,自南向北以青石连接铺成,基座由青砖砌成。 “这条石圭的南北走向是与当地子午线完全相符的。 ”


观星台是一座全部由砖石建造的呈梯形的建筑,其砖石和向北伸展开的石圭浑然一体,下大上小,高约10米,台顶两侧各有一室,两室之间架有一铜梁,其与地面石圭之间,一直上直下的“凹”形直槽,如一柄宝剑直插入地,只剩下半截在外面,它起了测量日影“高表”表身的作用。 台两侧各有一对称盘旋而上的石阶。

据考证,元代时的观星台上并没有两室,两室是明代为保护观星台而建的。
         表最早是用木杆制作的,后来用石条,而郭守敬把表与砖石建筑进行了完美的结合,在世界科学史上是不多见的,也证明了中国古代人追求天地合一、天人合一的观念。 在元代之前,表为八尺,所以有八尺表之说,但郭守敬在这里所建表为‘高表’,高度是原来的5倍,目的就是减少误差,提高测量读数的精确度。这是郭守敬对立杆测影做的重大改进。”


测量是在每天当地时间中午12点进行的,登封的当地时间比现在的北京时间大约晚28分钟。 测量时,阳光从房子中间通道穿过,铜梁的影子投射到量天尺上,沿着量天尺面测出横梁投影与其垂足的距离,就得出了相应的影长。 根据影长的变化,就可以测知冬至、夏至等24节气的时刻,推算出回归年的长度。 郭守敬就是通过这种方法,在这里坚持测量了4年,制定出了世界上先进的历法《授时历》。

此历法所确定的一回归年的长度为365天5小时49分12秒,与当今世界上许多国家使用的阳历(格利高里历)一秒不差,但《授时历》比格利高里历早了300年。 而《授时历》与现代科学推算的回归年周期365天5小时48分46秒相比,也仅差26秒。

有700多年历史的观星台作为一种科技建筑能够保存下来,和历代对其的重视和保护有着密不可分的关系。


观星台唯一受到的破坏活动是在1944年农历四月十二上午,日本侵略军向观星台开火,8枚炮弹击中台体,炸掉了女儿墙和一段梯栏,直到目前观星台的东墙上还留有日本炮弹的弹痕。


一九七五年修整复原,现保留的是损坏较轻的两处炮弹洞。


新中国成立后,观星台就被很好地保护了起来,1961年被国务院公布为第一批全国文物重点保护单位,从而使这里成了向我们普及科技和天文学的场所,并于1975年和2004年进行了两次修缮。



帝尧殿也是带卷棚的三间硬山顶式建筑,帝尧殿建于明天启七年(1627年)时称螽斯殿。清嘉庆十四年(1809年)改建,更名为帝尧殿。2005年原登封市文物管理局进行了原址复建。


这是第十一届少数民族运动会的火种采集地纪念碑



“仰仪”由天文学家郭守敬创制,此复制品仅为原物的四分之一仰仪属于球面日晷,由仰釜十字架、测影璇玑板组成。通过观测可以看出太阳在仰釜中的节气和时辰位置,据史载仰仪还可以观测到日全食现象。



正方案系元代天文学家郭守敬创制,是一种用
来测定方向的仪器,此为复制品,原为木制,后改为铜制。



“横梁式八尺表”是按元代天文学家郭守敬创制原物复制,元初在使用时有改动,在当时全国27个观测点中,多为八尺表测影,其特征是由原来的立竿式圭表测量太阳上边缘之影,改进为测量太阳中分之影,使测量效果更精细更科学。



日晷林修建于2018年冬,是苏州市古代天文计时
研究所复制安装,主要包括浑仪、简仪、黄道经纬仪及清华大学日晷、北京大学日晷等测量计时仪器二十余件。日晷林是国内外现存日晷的聚集地,也是中外游客了解日晷型制、体验日晷计
时功能的重要场所。


子午式日晷的晷面与地平面垂直,刻度线按照太阳时角等间距划分,晷针(表)的方向需平行于地球自转轴,即与地平面的夹角等于当地地理纬度,且指向北天极。当太阳光照射时,晷针的影子在晷面上移动,影子的位置对应特定时刻。这种设计使日晷能直接读取真太阳时,且在春分和秋分时影子移动速度均匀。‌



浑仪是中国古代用于测量天体球面坐标的观测仪器。它是由一重重的同心圆环构成,整体看起来就像一个圆球。有资料表明,在公元前4世纪中叶,中国就已经使用浑仪观测天象了,比古希腊早约60年。浑仪的最基本构件是四游仪和赤道环。四游仪由窥管和一个双重的圆环组成。转动四游环,并移动窥管的位置,就可以观测任何的天区。



五晷组合仪
由地平、赤道、卯面、极向和子午五种日晷组
合起来的日晷仪,可以同时看到多种日晷类型,开拓视野和增长见识。几个日晷组合在一起,更有利于相互比较,这不仅有助于日晷提示时刻精度的比试,亦有助于日暴科学的发展。作为“量天之尺”的组合式日晷对其知识性,科学性、艺术性、趣味性、可参与性提出了更高的希望和要求,是日晷科学的创新与发展,非常值得人们去欣赏和观瞻。本仪根据古文献资料由苏州古代天文计时仪器研究所设计、制作。


简仪是元代汉族天文学家郭守敬发明的一种天文观测仪器,它用于测量天体的位置。简仪分成两部分:一个是赤道经纬仪,一个是立运仪(即地平经纬仪)。两个装置同放在一个长方形的底座上。整个仪器北高南低、倾斜的架在支架上,使赤道环平行于天球赤道,四游环穿过一根垂直于赤道环的轴转动起来,正好和天球转动的方式一样。这是我国首先发明的赤道装置,要比欧洲人使用赤道装置早500年左右。



黄道经纬仪的外层是南北向正立的“子午圈”,两极安有铜轴。子午圈内的一个大圈叫做“极至圈”,用钢轴契合在子午圈的两个极点上,因此,叫做“黄道经纬仪”。在观测天体时,可根据黄道圈和黄道经圈的刻度来定出太阳和行星的位置。整个仪器的观测部分放置在一个半圆云座内,由两条背向而立的苍龙托起,苍龙的爪子紧紧抓在雕有云纹斜交的十字交梁上。



清华日晷
苏州历史名人陈三才1920年清华大学毕业,与同班同学,请当时专家设计制作了一台精美日晷赠母校留念。上部为中国传统赤道式晷盘,下部法围艺术造型晷庄,是中西合壁的艺术精品,现被清华大学视为镇校之宝。此晷春分以后看上面晷
影,秋令以后看下面晷盘时刻。本仪根据古文献资料由州古代天文计时仪器研究所设计、制作。


禹都阳城遗址,又称王城岗古城,位于河南省郑州市登封市告成镇王城岗。中华文明探源工程首批重点六大都邑之一,占地面积约30万平方米,现存面积约1万平方米。经考古发掘,河南登封王城岗河南龙山文化晚期大型城址(即大城)和城壕的发现,引起学术界高度关注和重视。


“阳城遗址”就在近旁,是第四批全国重点文物保护单位,阳城建于约公元前2070年,禹在郑州登封建立起我国历史上第一个王朝——夏朝。

走进历史~感受沧桑感。