登临观星台圭表量日月
时间:2018-10-12 06:26:03 | 来源:河南日报 | 作者:盛夏

  申颖涛坐在秋风吹拂的金桂树下,环顾四周,告诉我:“34年了,这地方,没看烦。”

  他今年63岁,是登封市观星台文管所原副所长,从1982年到2014年,一直守在这个院子里,白天工作,晚上住在院落门房里,闭着眼也能摸遍全院。他收集了很多与观星台相关的资料,长期为游客及来访专家们讲解,深获好评。

  观星台文管所,院落不大,最重要的建筑是此地的唐表、元台。唐表是唐代复建的天文观测台,元台是元代郭守敬建的观星台。此地,把浩瀚的中国天文学史浓缩在一起,是世界天文历史上的圣地。

  2010年8月1日,中国申报的河南登封“天地之中”历史建筑群,在巴西首都巴西利亚正式列入《世界遗产名录》。

  “天地之中”历史建筑群,包含8处11项建筑内容,与“天地之中”宇宙观联系最直接的,就是唐表、元台。“因为不论从历代文献记载还是从建筑本体功能等方面看,唐表、元台都和‘天地之中’传统宇宙观、天文仪表改革、新的历法制定等,关系最密切。”河南省古建研究所原所长张家泰说。

  此地,还在持续收获新的关注。

  2016年11月30日,联合国教科文组织在埃塞俄比亚召开的相关会议上,将“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”,定为人类非物质文化遗产。观星台,则被定为二十四节气发祥地。从此,它拥有了“双遗产”的荣誉。

  ◎唐表沿袭周公旧制

  站在高处看观星台,它位于登封城东南15公里告成镇镇北高地上。这里北望嵩岳,南依箕山,自西北向东南有古五渡河、颍河等水流贯境,土地宜农作,地上地下文化遗产丰厚。

  今观星台以东,有东周“阳城遗址”,也是全国重点文物保护单位。“阳城遗址”以东,还有石淙河,而石淙河摩崖题记,是河南省重点文物保护单位。

  “自夏至周,延及盛唐,此地政治文化发达。告成古称阳城,春秋称郑邑,秦朝置县,武则天封禅嵩山后将嵩阳县易为登封县,将阳城更名告成,意为登临封禅嵩山,大功告成之意。”申颖涛说。

  地灵则人杰,此地吸引着诸多政治家、科学家、文学家为探索华夏文明、改革天文历法,来此朝圣或科考,此地从而成为古人心目中的“天地之中”。

  现在的观星台,是一组保存完整的中小型建筑群。坐北朝南,中轴线上的建筑,依次有照壁、大门、戟门、周公测景台(即唐表)、周公祠、观星台、帝尧殿等。院内保存的17通明清碑刻,是一批有研究价值的石刻资料。

  踏访之时,正值院内金桂盛放,立于桂树下,略有微风,“揉碎黄金万点轻”,花落满身。清郁郁的桂花香,像拂动的云笼罩着古建筑群,软化了它的晦涩坚硬。

  绕过照壁,踏进大门,一路向北走,穿过戟门,就是唐表了。木栅栏圈起一个简单灰白石制建筑,石面上到处是斑驳之痕。

  唐表又名周公测景(影)台,始建者是周公(姬旦),他营建东都洛阳时,为求地中、验四时季节变化,在此地立木表土圭观测日影。

  公元723年,唐玄宗派僧一行等人修订历法。僧一行是唐代著名天文学家,他又派南宫说来到此地。

  南宫说为纪念周公测影旧制,将以前测影的木表土圭换成石表石圭。

  唐表为青石凿成,分上下两部分。上部是长方形石柱,叫“表”,高约1.96米,合唐尺八尺。表上端有石雕顶脊。表下是方形石基座,上小下大,呈15度方锥体,称圭。方锥体四底边,每边长度合唐尺一尺五寸,这就是圭的尺寸。

  唐表正面刻“周公测景台”,以纪念它和周公的渊源。

  公元723年建了唐表,公元724年,唐王朝就搞了一次天文大地测验,明确以此台为十三处测景点的中心坐标地。“足见此石表在我国古代天文测影历程中,确实具有承前启后之重大意义。”张家泰分析。

  现在的唐表两侧,各生长一棵数百年古柏,浓密柏枝如两只温柔手掌,笼罩着唐表上方。

  “2003年下大雪,雪压折古柏树枝,也把唐表的石帽子(顶脊)压掉了,我们找来石头黏合剂,又找来几个工匠,一起抬起粘上。”申所长回忆说。

  唐表历代有名。清朝诗人李来章写道:“片石饱风雨,残台阅古今。谁从千载后,圭影识天心?”

  ◎郭守敬﹃升级﹄观星台

  唐表之后是周公祠,紧邻周公祠后墙,就是观星台。不巧的是,它正在维修,整座高台,被脚手架和防护网严密包围着。申所长也上不去。

  整个建筑群是坐北朝南,观星台是坐南朝北。

  观星台创建于1276年—1279年,由覆斗状台体和台体下方石圭构成,砖石砌筑,是保存完好的元代天文建筑设施。台体高大,高9.46米(合古代四十尺),台体平面近正方形。台体东西两侧有对称踏道可登台,台上设短墙,台上北沿还建了小屋。台阶、小屋都是观星台附件。

  台体核心部件,是台体北部正中凹槽直壁——高表,以及凹槽直壁下方那条长长尺状物——圭。它长31.196米,又叫量天尺,由36个石块拼接而成。圭面上刻两条平行双股流水渠,这是测石圭水平之用。渠南侧,是注水池。渠北头,是泄水池。

  台体加石圭,事实上是唐表的放大版,唐表高八尺,它修了四十尺“高表”,测量精度大大提升。

  升级版的观星台,先进性何在?

  表加高了5倍,投射在石圭上的表影,也增长了5倍。这样按比例推算各节气时刻误差,大大缩小。

  郭守敬在高表顶端安装一根横梁,日光通过横梁的投影细而实,比旧圭表的投影更易于测量。郭守敬还在石圭上加了“景符”,利用“小孔成像”原理,精确量出太阳光在每个节气投射到石圭面上的影长刻度。新仪器加新方法,使测量结果更为精准,这是我国天文史上很大的进步。

  1975年冬,河南省考古研究所投资2.4万元全面整修观星台,恢复石圭,扶正加固测影台。

  修复过程中,张家泰依古法多次实地观测实践,以木制横梁架置于高表顶端,将复制“景符”放在石圭两水渠间中线上,清晰地再现了正午太阳倒像(日影)通过“景符”针孔时,投在石圭上的光点。“多次实测,我们可以认定《元史·天文志》记述的高表测景方法切实可行,其观测精度之分析,也是真实可信的。”张家泰撰文回忆。

  郭守敬为何要费尽心机,升级观星台呢?

  公元1275年,蒙古政权(1279年才改国号为元)用的是《大明历》(南北朝科学家祖冲之创制的历法),“岁久见疏”,甚至“失误国家大事”。忽必烈发现,初一晚上看见了本该初三、初四才看见的新月。二十四节气的日期,也有偏误。

  公元1276年,南宋接近灭亡。忽必烈开始腾出手来搞建设,他设了太史局,这是编订新历法的机构。

  太史局新机构新气象,主官是以“算术冠一时”的王恂,王恂调来一批业务精英,包括“通晓历理”的许衡,还有46岁的郭守敬,郭因精通天文历算,被调来做了副职。

  郭守敬,字若思,顺德府邢台县(今河北邢台)人,中国古代杰出科学家,在天文仪器制造、天文观测、水利工程建设方面都有突出成就。他治水,人称“习知水利,巧思绝人”,其声名不亚于天文学。

  太史局改历之初,郭守敬说:“历之本在于测验,而测验之器,莫先仪表。”这种思想实践是元初天文改革取得重要成就的基础。

  郭守敬坚持简要实用原则,创制了简历、高表、浑天像、玲珑仪、景符等十几种仪器。简仪配高表“互可参证”。高表配景符,大大降低了测影误差。

  郭守敬又向忽必烈建议说,唐朝僧一行为改革历法曾派南宫说到十三个地区测验,现在国土面积比唐朝更大,更要扩大测验范围。他请求在大都(北京)建立新的司天台。

  忽必烈听从建议,在1279年设了十四员监侯官,分几路出发,到全国进行天文观测,这次行动被后世史家称为“四海测验”。郭守敬主持的四海测验,在全国各地设立了27个观测站,东起朝鲜半岛,西至川滇和河西走廊,北到西伯利亚,其测量内容之多、地域之广、精度之高、参加人员之众,在我国历史上乃至世界天文史上都是空前的,比西方进行同样的大地测量早了620年。这年3月,郭守敬由上都(今内蒙古锡林郭勒盟北部)开始,经河南,转抵南海,行程数千里,亲自参与了艰苦的实际测验。

  告城,是此次活动中一个重要观测所。

  元朝政府从1276年下令改历,创制仪器,到1279年“四海测验”,经历四年时间,到了1281年,颁行了世界上最先进的新历法《授时历》。

  《授时历》求得的回归年周期为365.2425日,与当今世界通行的阳历一秒不差,阳历的出现,比《授时历》晚了300年。与现代科学推算的回归年周期,仅差26秒。

  《授时历》施行了364年,是我国施行时间最长的历法,还传播到朝鲜、日本等国,被直接或间接地长期使用。

  观星台,作为元代《授时历》和“四海测验”存留的唯一见证物,在天文史上极具价值。

  曾有日本科技史代表团前来参观,还于正午模仿古法“立竿测影”。有个日本专家塞给张家泰一张纸条,上写:“朝闻道,夕死可矣。”其心中震撼,可见一斑。

  ◎﹃天地之中,乃定于此﹄

  公元13世纪,登封观星台无疑是一件规模很大的天文“仪器”。

  英国李约瑟博士在《中国科学技术史》中分析,郭守敬制作巨表,“是在具有阿拉伯传统的天文学家参加之下,并且是在传入波斯马拉加天文台的模型或仪象后完成的,他的表是中国天文学的一种发展,但看来确实受到了阿拉伯仪器巨型化倾向的激励”。

  郭守敬之后,1424年,在撒马尔罕(中亚丝绸之路上重要枢纽城市)建造的兀鲁伯天文台,成为古代天文台之“巨无霸”。

  “郭守敬建造登封观星台的工作,可以视为世界范围内建造大型天文台潮流的一部分。”上海交大教授关增建称。清初来华的耶稣会传教士向西方介绍中国时,对观星台给予特别关注。传教士卫匡国的《中国新地图》对观星台有准确描述,显示出17世纪西方学者对它的浓厚兴趣。登封观星台的身上,“还体现了中国和阿拉伯乃至西方世界之间,在天文学上的交流”。

  张家泰曾言,登封“天地之中”历史建筑群中,与“天地之中”传统宇宙观联系最直接的,即是观星台。

  对此,古人早有认知。清代《登封县志》称“台名测景,只数尺耳。天地之中,乃定于此”。

  古之阳城,有地中、土中及天下之中等多种说法,随后,嵩山一带有了天中村、天中阁、天中街等地名。“天地之中”宇宙观代代相传,学者、天文学家、诗人往来于嵩洛间,测影于古台下,筑台树表,建祠祭祀,形成独特文化精神,一直流传到今天。

  张家泰说,唐表、元台是中国人智慧和天才创造力的体现,充分验证了“天地之中”的信仰,是科学、宗教与政治相互作用的产物,代表着世界天文史上最杰出的成就之一,多位外国专家惊叹,认为它们是世界上少有的保存完整的科技实物。

  “天地之中”学说,认为嵩山是天地中心,中国早期王朝将此地作为建都之地,以象征皇权神授。据统计,从周武王开始至清末,历史上有史可查的巡狩、祭祀、封禅嵩山的帝王有72位。以“天地之中”理念为动力,中国古代礼制、天文、儒教、佛教、道教等文化流派均热衷于在嵩山建立核心基地,嵩山,逐渐成为中华文明核心之一。

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