河南登封歷史悠久,這裡不僅矗立著武則天封禪的嵩山,而且還是古代先民觀星測影定時節的地方。比如,依然保存至今的周公臺,就是我國最古老的天文觀測臺,不過最神奇的是,周公臺中的測影臺竟然會沒有影子。那問題來了,既然都沒有影子了,還怎麼測影呢?如果您也感到好奇,那就讓小編來揭秘吧。
(本文所有圖片,全部來自網絡,感謝原作者,如侵犯您的權利,請聯繫本號作者刪除。圖片與內容無關,請勿對號入座)據《周禮》記載,「測土深,正日景,求地中,驗四時」,說的是在西周時期,周公姬旦為確定時節,同時制定曆法,便在登封修建了一處觀影的臺子——周公臺。然後,再通過豎立土圭測日影的長短變化,最後成功的確定了沿用至今的「兩分兩至」,進而又總結出了二十四節氣,為指導農業生產帶來了極大的便利。
後來周公臺毀於戰火,直到唐玄宗年間才得以重建,同時還立碑為紀,是為「周公測景臺」。如今,1200多年過去了,周公測景臺還依然保存完好,並且也得到了科學的保護。其實,周公臺的測影很簡單,底部臺座為圭,呈四方梯臺造型,高約1.8米;上豎石柱為表,呈四方長條形,高約2米。不過讓文物專家們頗為疑惑的是,史料中記載周公臺沒有影子,而且還將其稱之為「無影臺」。
文物專家們一開始,當然都不相信,因為生活常識告訴我們,任何東西在太陽下都有影子,即便是透明的玻璃也不例外,況且周公臺還是個如此高大的石柱。另外,即便真要說什麼東西沒影子,那也只有一種可能,即在地球的赤道上,當正午的太陽垂直於地面時,但登封距離赤道還有十萬八千裡呢!之後,「無影臺」又吸引了幾位天文學家的關注,於是在經過了幾年的持續觀察之後,終於發現了其中的奧秘……
一開始,天文學家們考察周公臺時,發現它是有影子的,因此就推測或許只在某個特定時節才沒影子,即「夏至」這一天。因為夏至是太陽直射地球南回歸線,所以北半球的白天最短,進而導致這一天的日影最短。於是,天文學家們決定等夏至日當天,再來觀察周公臺,看看它究竟有影還是無影。但可惜的是,一連好多年,每到夏至時當地的天氣都不好,要麼陰雲密布,要麼大雨滂沱,總之這一天就是不出太陽。天文學家們的堅持,最終「感動」了上天,終於在2004年6月21號夏至日,迎來了陽光明媚的一天。天文學家們便抓住這難得的良機,在第一時間趕往周公臺觀測日影,然而一直等到正午時分,發現周公臺在太陽下還是有影子。一時間,天文學家們也都傻眼了,難道真的是史料中記載錯了嗎?
其實不然,等過了正午,天文學家們又驚奇地發現,地下的周公臺日影在慢慢地縮短,然後到13點8分的時候,日影突然一下就消失了,讓在場的所有人都直呼「奇蹟」,並且還紛紛用相機記錄了那短暫的瞬間。最後,再到13點10分的時候,日影就又出來了。後來,專家們經過思考和討論才恍然大悟,原來當時的「正午」是北京時間12點,並不代表登封當地的「正午」,而如果按照地球的自轉來推算,登封的「正午」應該比被北京時間要晚1個多小時,故此,也就解釋了為什麼日影直到13點多才消失。
專家們還通過水平儀測量,發現周公臺並非是與地面水平垂直的,而是存在一定的夾角,也就是說周公臺是略微傾斜的。如此一來,當太陽直射南回歸線時,也就剛好和周公臺在同一水平面。舉個簡單的例子,您拿著手電筒,垂直於桌面從上方照射桌面上的東西,比如一直豎立的鉛筆,然後就會發現鉛筆在燈光下沒有影子,因為此時的影子和鉛筆的底點重合,給人一種沒有影子的錯覺,如果您再將手電筒偏移一點角度,則鉛筆又有影子了,而專家們觀測的周公臺也正是如此。古代的科學家,用這樣一個最簡單的工具,就完成了最複雜的天文觀測,確定時節並制定節氣,而且和當代用高科技儀器觀測的結果也相差無幾。揭開了周公臺的無影之謎,我們也不得不佩服古代先民們無窮的智慧,我們真的應該為他們的取得的成就,感到驕傲和自豪。
文瀾海潤工作室主編文秀才,本文撰寫:特約歷史撰稿人:劉立江的