中國現存最古老的天文臺——觀星臺

2020-12-22 登封發布

觀星臺位於登封市東南15公裡告成鎮。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,是一處環境清幽的勝地。

觀星臺是一座具有測影觀星和計時等多種功能的天文臺,是我國現存最古老的天文臺 ,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、建築史上都有很高的價值。

1961年3月4日,觀星臺被國務院公布為第一批全國重點文物保護單位。

觀星臺包括周公測景臺、觀星臺、周公廟三部分。其中周公測景臺是唐開元十一年(公元723年)天文官南宮說奉詔建立的,觀星臺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的。登封觀星臺的歷史文化價值,主要體現在周公測景臺和觀星臺上面。

周公測景臺

從觀星臺景區正門而入,首先看到的是一座高約4米,由石質臺座和上面矗立的石柱共同組成的景觀,上數稱為「周公測景臺」。「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」就是直立於圭上的杆子,「圭」就是地上的土堆,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,使用圭表就有了規範,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。

周公測景臺分上、下兩部分,下部是錐形的石座,名曰「圭」,高約一點九六五米,上部為長方形石柱,名曰「表」,高約一點九五六米,合唐開元尺子的八尺。石表北面距石座上面北邊沿三十七釐米左右,約合唐開元尺一點五尺。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。故俗稱此臺為「沒影臺」。石座背面,後人題刻有:「道通天地有形外,石蘊陰陽無影中」對聯一幅,說的就是這個意思。

觀星臺

觀星臺是一座高大的青磚石結構建築,由臺身和量天尺組成。

臺身狀若覆鬥,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,由此盤旋登臨臺頂。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。

臺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﹔北端有長條形洩水池,呈長條形,洩水池東﹑西兩頭鑿有洩水孔。池﹑渠底面,南高北低,注水後可自灌全渠,不用時水可排出。洩水池下部,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釐米的間隙,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係及高差。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。

登上觀星臺,可以看到日晷,原本由銅製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,分別為子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰,每個時辰又等分為「時初」和「時正」,正好是一天的24個小時。

觀星臺的作用有兩個:「晝參日影,夜觀極星,以正朝夕」。

除了測量日影的功能之外,當年的觀星臺上還有觀測星象的設施。《重修元聖周公祠記》碑載:「磚崇臺以觀星。臺上故有滴漏壺,滴下注水,流以尺天。」因此,觀星臺應當是一座具有測影、觀星和計時等多種功能的天文臺。

觀星臺的價值和意義

郭守敬自至元十三年(1276年)起,奉命修訂新曆法。觀星臺是郭守敬在當時所建的27個觀測站的中心天文臺。經過郭守敬、王恂等人在觀星臺的辛勤觀測與推算,終於在至元十八年(公元1281年)頒布了當時世界上最先進的曆法——《授時曆》。觀星臺見證了當時世界上最先進的曆法——《授時曆》的測量演算歷史。觀星臺是中國現存最古老的天文臺,也是世界上現存最早的觀測天象的建築之一。周公測景臺和觀星臺是「天地之中」宇宙觀形成的最直接、最具說服力的證據。觀星臺因其獨特的設計而成為元代天文學高度發達的歷史見證。2016年11月30日,聯合國教科文組織在衣索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。觀星臺,則被定為二十四節氣發祥地,自此,它有了「雙遺產」的殊譽。

編輯:趙曉聃

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