基本介紹
- 中文名稱：觀星台
- 外文名稱：The Observatory
- 地理位置：河南省登封市
- 氣候類型：溫帶季風氣候
- 時代：元代至元十三年（公元1276年）
地理位置,歷史記載,建築特點,歷史沿革,修繕維護,旅遊特色,
地理位置
中國古代天文觀測台﹐坐落在河南省登封縣城東南15公里的告成鎮北﹐東經113°08306±315﹐北緯34°24169±13。中國歷代許多天文學家曾到這裡進行過天文觀測。
登封觀星台
登封觀星台歷史記載
《周禮·地官·司徒》載:“以土圭之法﹐測土深﹐正日景(古“影字”﹐下同)﹐以求地中……日至之景﹐尺有五寸﹐謂之地中。”
東漢鄭玄在注釋中引用鄭眾的話說:“土圭之長﹐尺有五寸。以夏至之日﹐立八尺之表﹐其景適與土圭等﹐謂之地中。今潁川陽城地為然。”
今觀星台南20米處﹐尚保存有唐開元十一年(公元723年)由天文官南宮說刻立的紀念石表一座﹐表南面刻“周公測景台”五字。表高196.5厘米﹐約為唐小尺8尺﹐表下石座上面北沿6.6～37厘米﹐切近唐小尺1.5尺﹐故知此表在規制上與《周禮》所載土圭測景說相近。
建築特點
觀星台系磚石混合建築結構﹐由盤旋踏道環繞的台體和自台北壁凹槽內向北平鋪的石圭兩個部分組成﹐台體呈方形覆斗狀﹐四壁用水磨磚砌成。台高9.46米﹐連台頂小室統高12.62米。頂邊各長8米多﹐基邊各長16米多﹐台四壁明顯向中心內傾﹐其收分比例表現出中國早期建築的特徵。台頂小室是明嘉靖七年(公元1528年)修葺時所建。台下北壁設有對稱的兩個踏道口﹐人們可以由此登臨台頂。在環形踏道及台頂邊沿築有1.05米高的階欄與女兒牆﹐皆以磚砌壁﹐以石封頂。為了導泄台頂和踏道上的雨水﹐在踏道四隅各設水道一孔﹐水道出水口雕作石龍頭狀。台的北壁正中﹐有一個直通上下的凹槽﹐其東﹑西兩壁有收分﹐南壁上下垂直﹐距石圭南端36厘米。
石圭用來度量日影長短﹐所以又稱“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。圭面刻有雙股水道。水道南端有注水池﹐呈方形﹔北端有泄水池﹐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。
中國著名的天文學家郭守敬﹐在元初對古代的圭表進行了改革﹐新創比傳統“八尺之表”高出五倍的高表。它的結構和測影的方法﹑原理在《元史·天文志》中有較詳細的記述。當時建築在元大都的高表據記載為銅製﹐圭為石制。表高50尺﹐寬2尺4寸﹐厚1尺2寸﹐植於石圭南端的石座中﹐入地及座中14尺﹐石圭以上表身高36尺﹐表上端鑄二龍﹐龍身半附表側﹐半身凌空擎起一根6尺長﹑3寸粗的“橫樑”。自梁心至表上端為4尺﹐自石圭上面至梁心40尺。石圭長度為128尺﹐寬4尺5寸﹐厚1尺4寸﹐座高2尺6寸。圭面中心和兩旁均刻有尺度﹐用以測量影長。為了克服表高影虛的缺陷﹐測影時﹐石圭上還加置一個根據針孔成像原理製成的景符﹐用以接受日影和梁影。景符下為方框﹐一端設有可旋機軸﹐軸上嵌入一個寬 2寸﹑長4寸﹑中穿孔竅的銅葉﹐其勢南低北高﹐依太陽高下調整角度。正午時﹐太陽光穿過景符北側上的小孔﹐在圭面上形成一很小的太陽倒像。南北移動景符﹐尋找從表端橫樑投下的梁影。這條經過景符小孔形成的梁影清晰實在﹑細若髮絲。當梁影平分日像時﹐即可度量日影長度。
登封觀星台的直壁和石圭正是郭守敬所創高表制度的僅有的實物例證。所不同的是﹐觀星台是以磚砌凹槽直壁代替了銅表。經過實地勘測推算。直壁高度和石圭長度等結構與《元史》所載多相符合。石圭以上至直壁上沿高36尺﹐從表槽上沿再向上4尺﹐即為置橫樑處﹐恰在小室視窗下沿﹐很適合人們在台頂操作。由此至圭面為40尺。通過仿製橫樑﹑景符進行實測﹐證明觀星台的測量誤差相當於太陽天頂距誤差1/3角分。
除了測量日影的功能之外﹐當年的觀星台上可能還有觀測星象等設施。元初進行“四海測驗”時﹐在此地觀測北極星的記錄﹐已載入《元史·天文志》中:“河南府陽城﹐北極出地三十四度太弱。”(“太弱”為古代一度的十二分之八)又據明萬曆十年(公元1582年)孫承基撰《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。”由此可知觀星台當是一座具有測影﹑觀星和記時等多種功能的天文台。
歷史沿革
《太初曆》的制訂。公元前104年，西漢王朝開始了制訂《太初曆》的工作，在制訂《太初曆》的過程中，以司馬遷為代表的蓋天學派同新出現的渾天學派產生了激烈的爭論，最後，是渾天學派的重要人物落下閎“為漢孝武帝於地中轉渾天，定時節，作《泰初歷》。”[[13]] “轉渾天”，可以理解成用渾儀測天，也可以理解成用渾象演示天象。我們傾向於理解成用渾儀測天，因為在當時的渾蓋之爭中，測量是大問題，司馬遷在爭論之初的“定東西，立晷儀，下漏刻，以追二十八宿相距於四方”[[14]]的做法，就是測量。蓋天說的“立表正南北之中央，以繩系顛，……車輻引繩就中央之正以為轂”[[15]]的測量方法，對測量者所處位置有內在要求，不在地中進行的測量從理論上是不成立的。[[16]] 古人對此有深刻認識，唐代李淳風在引述西漢劉向《洪範傳》所記“夏至影一尺五寸八分”時, 曾專門指出：“是時漢都長安, 而向不言測影處所。若在長安, 則非晷影之正也。”（[7]）渾天家落下閎跋山涉水，跑到遠離西漢都城長安的地中陽城進行測量，既體現了其所得數據的權威性，又可以昭示蓋天說測量方式在理論上的缺陷。也許正是落下閎在離長安千里之外的地中進行的測量，導致了渾天家提出的《太初曆》方案在渾蓋之爭中占據了上風。退一步說，即使落下閎的“轉渾天”是轉動渾象來演示天象，那他也是千里迢迢特地前往地中做這件事的。在這裡，地中概念在《太初曆》的制訂及由此開始的長達幾百年的渾蓋之爭中發揮了重要作用，而登封觀星台作為地中概念的體現者與這一歷史事件是聯繫在一起的。
唐開元年間的天文大地測量。開元九年（公元721年），僧一行奉詔制訂《大衍曆》。為制訂《大衍曆》，首先要進行天文大地測量。據《新唐書·天文志》記載：“及一行作《大衍曆》，詔太史測天下之晷，求其土中，以為定數。”土中即地中，可見這次測量一開始就與地中概念聯繫到了一起。開元年間的這次測量是由南宮說具體負責的，從公元721年開始，至725年結束。為進行這次測量，考察隊人員從極平緯17.4°的林邑（在今越南中部的順化附近）到40°的蔚州（在今山西北部靈丘附近），共設觀測站9處，其中就包括陽城。各站沿著這條長達7973里（超過3500公里）的子午線，用傳統的八尺之表同時進行了冬夏二至的影長和北極出地高度等因素的測量。在具體測量開始之前，為了凸現陽城的地位，紀念傳統的地中學說，南宮說奉詔在陽城建立了周公測景台。具體過程上節已有論述。南宮說組織的這次測量，是世界上首次對子午線1°長度的實測，測量結果對一行制訂《大衍曆》發揮了重要作用。李約瑟博士（Dr Joseph Needham）評價說，“世界各地在中古代初期所進行的有組織的野外測量，以這一次最值得注意。”[[17]] 在這次測量中，陽城是一個重要觀測點，而建於陽城的周公測景台則是古代地中概念的實物見證，也是一行和南宮說等人組織的唐代天文大地測量這一歷史事件的標誌性紀念物。一行在測量結束後編制《大衍曆》時，多次以陽城測影所得之數據與其他測點之數據進行比較，這些比較凸現了陽城測影的重要性。
唐代以後，中國古人還進行了多次系統的恆星觀測。僅北宋的一百多年間，就進行了五次系統的恆星觀測，這些觀測，無一不以周公測景台為重要觀測點。特別是在元代初年的曆法改革中，為了為制訂曆法提供準確的天文數據，郭守敬領導了一次大規模的“四海測驗”，觀測範圍從北緯15°的南海起，每隔10°設一個點，直到北緯65°的地方為止，建立了27個天文台和觀測台，其涉及範圍之廣、規模之大，世所罕見。觀星台就是為進行這次觀測而建造的，它是這次活動的中心觀測台站。從當時留下來的記錄看，在這27處觀測台站中，採用高表測影的只有大都（今北京）和陽城（今登封告成，即登封觀星台所在地）兩處，而這兩處中只有陽城為測影建起了高台，保留至今的測影建築也只有登封觀星台一處。在郭守敬組織這次測量時，河南登封既不是當時的政治中心，也不是經濟中心，甚至連文化中心也算不上，在這種情況下，郭守敬之所以選擇在登封建台測影，自然是由於登封是傳統所認為的地中之所在地，在這裡獲得的結果，具有更大的權威性與可比較性。郭守敬建立的登封觀星台遺留至今，它當之無愧成了郭守敬組織的元初天文大地測量的實物見證。
中華人民共和國成立以後﹐對觀星台台體和有關文物進行了加固維修。1961年﹐國務院規定登封觀星台為全國重點文物保護單位
修繕維護
觀星台可能在當時真的不值史家一提，不過今天它就顯得不尋常了，因為它是元代《授時曆》和著名“四海測驗”僅存的見證物，與那個時代最傑出的天文學家郭守敬有著天然的瓜葛，這已經足夠了。關於一個偉大的天才和他的天才之作之間，沒有更多的史料可資，細節無法詳述了。 只是縣誌有錄：明嘉靖年間登封知縣侯泰在台上增築兩個和觀測無關的小屋，又添築了女牆，維修了“量天尺”，應該說星台為元明兩代的混合建築。
清人似乎忙著屢廢屢建周公祠，多少“忘掉”了後面的磚台子。又許多年之後的1944年農曆四月十二上午，日軍空投8枚炮彈，把明代的知縣大人建在台上400多年的東小屋轟個稀爛，同時也在東牆上炸出了多處彈痕。在1975年一次由古建所召開的“回憶觀星台”的座談會上，告成村老人們“揭發”，日軍轟擊時台上真的有扛槍的“國民黨”。1975年參加維修觀星台的古建專家張家泰，有意用相機留下東牆兩處“戰爭傷痕”。後來，東牆邊豎了“說明牌”，真的惹來不少“民族主義者”罵那“日本娘”。
不知何年，台子北部的牆體橫空出世一個雜木樹來，將牆體都撐鼓了。張家泰說他們不敢拔，擔心損壞台體，老鄉在一旁獻計：“在樹根挖個槽，放幾粒胡椒，捂上泥巴，從根部弄死它！”這便是誤把修台子當成落飛機的告成村農民的“小科技”，倒是真靈，從此那棵雜木樹再也不能破牆出頭。
台子修繕一新後不久，一個日本科技史代表團興致勃勃地來觀星台，中午頭還集體模仿古法“立竿測影”。在返回登封城的車上，一個日本人悄悄塞給張家泰一個條子，上書：“朝聞道，夕死足矣。”張家泰說，那日本人真的心有感觸。
在這個世界上，只有韓國慶洲瞻星台比登封觀星台歲數大些，那個在照片上看“桶”一樣的天文遺存，創建年代大約是中國唐太宗貞觀年間。不過他們那邊的東西好像沒有傳到我們這裡來，倒是《授時曆》，傳到朝鮮又傳到日本。它是中國實施時間最久的曆法，歷時364年。不過《授時曆》今天也成了“舊曆”，只有那760年的磚台子，還活著。
旅遊特色
觀星台位於登封市東南10公里的告成鎮（告成即古陽城，是中國最早的私有制王朝――夏朝的建都之地，也是中國歷史上第一個農民起義領袖的故鄉，歷史上曾被人們看作是天地的中心），嵩山風景名勝區的八大景區之一。 觀星台由元代天文學家郭守敬創建，是世界上最著名的天文科學建築物之一，它反映了中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日被國務院公布為第一批全國重點文物保護單位。 觀星台始建於至元十三年（公元1276年），距今已有700餘年的歷史，其作用是：晝測日影，夜觀極星，以正朝夕。郭守敬通過實地測驗，掌握了日月星辰和地球的運轉規律，測定出一年二十四節氣，夏至和冬至，春分和秋分的精確時刻 ，實行了當時世界最先進的曆法――《授時曆》，推算出一個回歸年為365天5時49分12秒 ，與現在的測定僅相差26秒，與世界上通用的《格里高利曆 》分秒不差 。但我們的《授時曆》比《格里高利曆 》早300餘年。 同時，在觀星台內，還有一“測景台”，它是周文王的第四個兒子姬旦修建，是古代祖先測量日影，驗證四時的儀器。周在滅商之後，建立了周王朝，俗話說“得中原者得天下”，周王朝因此要在中原建都，也就是現在的洛陽，為了政治統治的需要，也為了尋求營建東都洛陽的準確天文依據，周公姬旦才修建了“測景台”。周公姬旦也通過測景台的實地觀測，確立了“冬至”、“夏至”、“春分”、“秋分”，劃定了“春、夏、秋、冬”四時。
門票：15元
