觀星台: 中國現存最古老的天文台

鄭州印象郑州之窗2020-12-24 08:55:58

觀星台位於登封市東南15公裏告成鎮,坐北朝南,背依告成山,面對箕山,西倚王嶺尖,東傍雙廟嶺,南臨潁水,又有石淙河、五渡河環繞,是一座具有測影觀星和計時等多種功能的天文台,是我國現存最古老的天文台,也是世界上最著名的天文科學建築物之一。它反映了我國古代科學家在天文學上的卓越成就,在世界天文史、建築史上都有很高價值。1961年3月4日,觀星台被國務院公布為第一批全國重點文物保護單位。

觀星台包括周公測景台、觀星台、周公廟三部分。其中,周公測景台是唐開元十一年(公元723年)天文官南宮說奉詔建立的,觀星台是元代著名天文學家郭守敬於至元十三年(公元1276年)建立的,周公廟則是明代為紀念周公測影定地中的行為而建立。登封觀星台的曆史文化價值主要體現在周公測景台和觀星台上面。

從觀星台景區正門而入,首先看到的是一座高約4米、由石質台座和上面矗立的石柱共同組成的景觀,稱為“周公測景台”。“景”,文言文中通“影”。“測景”其實就是指測量日影——樹立垂直標杆測量日光照射在地面所投射的影長。

中國古代測日影所用的儀器叫“圭表”。“表”是直立於圭上的杆子,“圭”是地上的土堆。圭表測影也叫立杆測影,用立杆測影研究曆法,是天文學發展史的一次飛躍。

到了周代,使用圭表就有了規范,杆子(表)規定為八尺長。《周禮》中載有“日至之景,尺有五寸”的記載,意思是在天地的中心——登封市告成鎮夏至那天的正午,八尺表的影長剛好是一尺五寸。

周公測景台分上下兩部分,下部是錐形的石座名曰“圭”,高1.965米。上部為長方形石柱,名曰“表”,高1.956米,合唐開元尺子的八尺。石表北面距石座上面北邊沿37厘米左右,約合唐開元尺一尺五寸。八尺之表,夏至之日,影長一尺五寸,這一天的影長正好與石座北上沿的長度吻合。石座下部四周看不到影子,好像這一天無影。故俗稱此台為“沒影台”。

觀星台是一座高大的青磚石結構建築,由台身和量天尺組成。台身狀若覆鬥,高9.46米,連小室通高12.62米。北壁下方兩側設有對稱的兩個通道口,由此盤旋登臨台頂。通道及頂部邊沿築有1.05米高的短欄和矮牆,可憑欄遙望長空。

台身北壁凹槽內向北平鋪的是石圭,被人稱為“量天尺”。它的表面用36方青石板接連平鋪而成,下部為磚砌基座。石圭長31.196米,寬0.53米,南端高0.56米,北端高0.62米。

石圭居子午方向及正南正北方向。圭面刻有雙股水道。水道南端有方形注水池,呈方形,北端有長條形泄水池,呈長條形,泄水池東西兩頭鑿有泄水孔。池﹑渠底面,南高北低,注水後可自灌全渠,不用時水可排出。泄水池下部有受水石座一方,為東西向長方形,其上亦刻有水槽一周。

直壁與石圭間留有36厘米的間隙,是橫梁下垂懸球的地方,用以經常校驗橫梁和石圭間的垂直關系及高差。直壁上方相對兩小室的窗口的下沿即置橫梁的位置,由此到石圭的高度等於40尺。

登上觀星台可以看到日晷,原本由銅制的指針和石制的圓盤組成,可惜指針已經丟失。指針垂直穿過圓盤中心,圓盤南高北低,平行於赤道面,與“圭表”的原理基本相同。日晷兩面都有刻度,分別為十二時辰,每個時辰又等分為“時初”和“時正”,正好是一天的24個小時。

觀星台的作用有兩個:“晝參日影,夜觀極星,以正朝夕。”除了測量日影的功能之外,當年的觀星台上還有觀測星象的設施。《重修元聖周公祠記》碑載:“磚崇台以觀星。台上故有滴漏壺,滴下注水,流以尺天。”因此,觀星台應當是一座具有測影、觀星和計時等多種功能的天文台。

郭守敬自至元十三年(1276年)起奉命修訂新曆法。觀星台是郭守敬在當時所建的27個觀測站的中心天文台。經過郭守敬、王恂等人的辛勤觀測與推算,至元十八年(公元1281年)頒布了當時世界上最先進的曆法——《授時曆》。

觀星台是中國現存最古老的天文台,也是世界上現存最早的觀測天象的建築之一。周公測景台和觀星台是“天地之中”宇宙觀形成的最直接、最具說服力的證據。觀星台因其獨特的設計而成為元代天文學高度發達的曆史見證。

2016年11月30日,聯合國教科文組織在埃塞俄比亞召開的相關會議上,將“二十四節氣——中國人通過觀察太陽周年運動而形成的時間知識體系及其實踐”定為人類非物質文化遺產。觀星台則被定為二十四節氣發祥地,自此它有了“雙遺產”的殊譽。

記者 高鵬敏