登封观星台

观星台，是我国现存最古老的天文台，是世界上著名的天文科学建筑物。观星台位于登封城东南十二公里的告城镇周公庙内，距周公测景台二十米。

1、简介

中国古代天文观测台﹐坐落在河南省登封县城东南15公里的告成镇北﹐东经113°08306±315﹐北纬34°24169±13。中国历代许多天文学家曾到这里进行过天文观测。《周礼·地官·司徒》载:“以土圭之法﹐测土深﹐正日景(古“影字”﹐下同)﹐以求地中……日至之景﹐尺有五寸﹐谓之地中。”东汉郑玄在注释中引用郑众的话说:“土圭之长﹐尺有五寸。以夏至之日﹐立八尺之表﹐其景适与土圭等﹐谓之地中。今颍川阳城地为然。”今观星台南20米处﹐尚保存有唐开元十一年(公元723年)由天文官南宫说刻立的纪念石表一座﹐表南面刻“周公测景台”五字。表高196.5厘米﹐约为唐小尺8尺﹐表下石座上面北沿6.6～37厘米﹐切近唐小尺1.5尺﹐故知此表在规制上与《周礼》所载土圭测景说相近。

2、建筑特点

观星台夜景

观星台系砖石混合建筑结构﹐由盘旋踏道环绕的台体和自台北壁凹槽内向北平铺的石圭两个部分组成﹐台体呈方形覆斗状﹐四壁用水磨砖砌成。台高9.46米﹐连台顶小室统高12.62米。顶边各长8米多﹐基边各长16米多﹐台四壁明显向中心内倾﹐其收分比例表现出中国早期建筑的特徵。台顶小室是明嘉靖七年(公元1528年)修葺时所建。台下北壁设有对称的两个踏道口﹐人们可以由此登临台顶。在环形踏道及台顶边沿筑有1.05米高的阶栏与女儿墙﹐皆以砖砌壁﹐以石封顶。为了导泄台顶和踏道上的雨水﹐在踏道四隅各设水道一孔﹐水道出水口雕作石龙头状。台的北壁正中﹐有一个直通上下的凹槽﹐其东﹑西两壁有收分﹐南壁上下垂直﹐距石圭南端36厘米。

石圭用来度量日影长短﹐所以又称“量天尺”。它的表面用36方青石板接连平铺而成﹐下部为砖砌基座。石圭长31.196米﹐宽0.53米﹐南端高0.56米﹐北端高0.62米。石圭居子午方向。圭面刻有双股水道。水道南端有注水池﹐呈方形﹔北端有泄水池﹐呈长条形﹐泄水池东﹑西两头凿有泄水孔。池﹑渠底面﹐南高北低﹐注水后可自灌全渠﹐不用时水可排出。泄水池下部﹐有受水石座一方﹐为东西向长方形﹐其上亦刻有水槽一周。

中国著名的天文学家郭守敬﹐在元初对古代的圭表进行了改革﹐新创比传统“八尺之表”高出五倍的高表。它的结构和测影的方法﹑原理在《元史·天文志》中有较详细的记述。当时建筑在元大都的高表据记载为铜制﹐圭为石制。表高50尺﹐宽2尺4寸﹐厚1尺2寸﹐植于石圭南端的石座中﹐入地及座中14尺﹐石圭以上表身高36尺﹐表上端铸二龙﹐龙身半附表侧﹐半身凌空擎起一根6尺长﹑3寸粗的“横梁”。自梁心至表上端为4尺﹐自石圭上面至梁心40尺。石圭长度为128尺﹐宽4尺5寸﹐厚1尺4寸﹐座高2尺6寸。圭面中心和两旁均刻有尺度﹐用以测量影长。为了克服表高影虚的缺陷﹐测影时﹐石圭上还加置一个根据针孔成像原理制成的景符﹐用以接受日影和梁影。景符下为方框﹐一端设有可旋机轴﹐轴上嵌入一个宽2寸﹑长4寸﹑中穿孔窍的铜叶﹐其势南低北高﹐依太阳高下调整角度。正午时﹐太阳光穿过景符北侧上的小孔﹐在圭面上形成一很小的太阳倒像。南北移动景符﹐寻找从表端横梁投下的梁影。这条经过景符小孔形成的梁影清晰实在﹑细若发丝。当梁影平分日像时﹐即可度量日影长度。

登封观星台的直壁和石圭正是郭守敬所创高表制度的仅有的实物例证。所不同的是﹐观星台是以砖砌凹槽直壁代替了铜表。经过实地勘测推算。直壁高度和石圭长度等结构与《元史》所载多相符合。石圭以上至直壁上沿高36尺﹐从表槽上沿再向上4尺﹐即为置横梁处﹐恰在小室窗口下沿﹐很适合人们在台顶操作。由此至圭面为40尺。通过仿制横梁﹑景符进行实测﹐证明观星台的测量误差相当于太阳天顶距误差1/3角分。

除了测量日影的功能之外﹐当年的观星台上可能还有观测星象等设施。元初进行“四海测验”时﹐在此地观测北极星的记录﹐已载入《元史·天文志》中:“河南府阳城﹐北极出地三十四度太弱。”(“太弱”为古代一度的十二分之八)又据明万历十年(公元1582年)孙承基撰《重修元圣周公祠记》碑载:“砖崇台以观星。台上故有滴漏壶﹐滴下注水﹐流以尺天。”由此可知观星台当是一座具有测影﹑观星和记时等多种功能的天文台。

3、历史沿革

《太初历》的制订。公元前104年，西汉王朝开始了制订《太初历》的工作，在制订《太初历》的过程中，以司马迁为代表的盖天学派同新出现的浑天学派产生了激烈的争论，最后，是浑天学派的重要人物落下闳“为汉孝武帝于地中转浑天，定时节，作《泰初历》。“转浑天”，可以理解成用浑仪测天，也可以理解成用浑象演示天象。我们倾向于理解成用浑仪测天，因为在当时的浑盖之争中，测量是大问题，司马迁在争论之初的“定东西，立晷仪，下漏刻，以追二十八宿相距于四方”的做法，就是测量。盖天说的“立表正南北之*，以绳系颠，……车辐引绳就*之正以为毂”的测量方法，对测量者所处位置有内在要求，不在地中进行的测量从理论上是不成立的。古人对此有深刻认识，唐代李淳风在引述西汉刘向《洪范传》所记“夏至影一尺五寸八分”时,曾专门指出：“是时汉都长安,而向不言测影处所。若在长安,则非晷影之正也。”浑天家落下闳跋山涉水，跑到远离西汉都城长安的地中阳城进行测量，既体现了其所得数据的权威性，又可以昭示盖天说测量方式在理论上的缺陷。也许正是落下闳在离长安千里之外的地中进行的测量，导致了浑天家提出的《太初历》方案在浑盖之争中占据了上风。退一步说，即使落下闳的“转浑天”是转动浑象来演示天象，那他也是千里迢迢特地前往地中做这件事的。在这里，地中概念在《太初历》的制订及由此开始的长达几百年的浑盖之争中发挥了重要作用，而登封观星台作为地中概念的体现者与这一历史事件是联系在一起的。

唐开元年间的天文大地测量。开元九年（公元721年），僧一行奉诏制订《大衍历》。为制订《大衍历》，首先要进行天文大地测量。据《新唐书·天文志》记载：“及一行作《大衍历》，诏太史测天下之晷，求其土中，以为定数。”土中即地中，可见这次测量一开始就与地中概念联系到了一起。开元年间的这次测量是由南宫说具体负责的，从公元721年开始，至725年结束。为进行这次测量，考察队人员从极平纬17.4°的林邑（在今越南中部的顺化附近）到40°的蔚州（在今山西北部灵丘附近），共设观测站9处，其中就包括阳城。各站沿着这条长达7973里（超过3500公里）的子午线，用传统的八尺之表同时进行了冬夏二至的影长和北极出地高度等因素的测量。在具体测量开始之前，为了凸现阳城的地位，纪念传统的地中学说，南宫说奉诏在阳城建立了周公测景台。具体过程上节已有论述。南宫说组织的这次测量，是世界上首次对子午线1°长度的实测，测量结果对一行制订《大衍历》发挥了重要作用。李约瑟博士（DrJosephNeedham）评价说，“世界各地在中古代初期所进行的有组织的野外测量，以这一次最值得注意。”在这次测量中，阳城是一个重要观测点，而建于阳城的周公测景台则是古代地中概念的实物见证，也是一行和南宫说等人组织的唐代天文大地测量这一历史事件的标志性纪念物。一行在测量结束后编制《大衍历》时，多次以阳城测影所得之数据与其他测点之数据进行比较，这些比较凸现了阳城测影的重要性。

唐代以后，中国古人还进行了多次系统的恒星观测。仅北宋的一百多年间，就进行了五次系统的恒星观测，这些观测，无一不以周公测景台为重要观测点。特别是在元代初年的历法改革中，为了为制订历法提供准确的天文数据，郭守敬领导了一次大规模的“四海测验”，观测范围从北纬15°的南海起，每隔10°设一个点，直到北纬65°的地方为止，建立了27个天文台和观测台，其涉及范围之广、规模之大，世所罕见。观星台就是为进行这次观测而建造的，它是这次活动的中心观测台站。从当时留下来的记录看，在这27处观测台站中，采用高表测影的只有大都（今北京）和阳城（今登封告成，即登封观星台所在地）两处，而这两处中只有阳城为测影建起了高台，保留至今的测影建筑也只有登封观星台一处。在郭守敬组织这次测量时，河南登封既不是当时的政治中心，也不是经济中心，甚至连文化中心也算不上，在这种情况下，郭守敬之所以选择在登封建台测影，自然是由于登封是传统所认为的地中之所在地，在这里获得的结果，具有更大的权威性与可比较性。郭守敬建立的登封观星台遗留至今，它当之无愧成了郭守敬组织的元初天文大地测量的实物见证。

*成立以后﹐对观星台台体和有关文物进行了加固维修。1961年﹐国务院规定登封观星台为全国重点文物保护单位

4、旅游特色

观星台位于登封市东南10公里的告成镇（告成即古阳城，是我国最早的私有制王朝――夏朝的建都之地，也是我国历史上第一个农民起义领袖的故乡，历史上曾被人们看作是天地的中心），嵩山风景名胜区的八大景区之一。观星台由元代天文学家郭守敬创建，是我国现存最古老的天文台，也是世界上最著名的天文科学建筑物之一，它反映了我国古代科学家在天文学上的卓越成就，在世界天文史、建筑史上都有很高的价值,1961年3月4日被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。观星台始建于至元十三年（公元1276年），距今已有700余年的历史，其作用是：昼测日影，夜观极星，以正朝夕。郭守敬通过实地测验，掌握了日月星辰和地球的运转规律，测定出一年二十四节气，夏至和冬至，春分和秋分的精确时刻，实行了当时世界最先进的历法――《授时历》，推算出一个回归年为365天5时49分12秒，与现在的测定仅相差26秒，与世界上通用的《格里高利历》分秒不差。但我们的《授时历》比《格里高利历》早300余年。同时，在观星台内，还有一“测景台”，它是周文王的第四个儿子姬旦修建，是古代祖先测量日影，验证四时的仪器。周在灭商之后，建立了周王朝，俗话说“得中原者得天下”，周王朝因此要在中原建都，也就是现在的洛阳，为了政治统治的需要，也为了寻求营建东都洛阳的准确天文依据，周公姬旦才修建了“测景台”。周公姬旦也通过测景台的实地观测，确立了“冬至”、“夏至”、“春分”、“秋分”，划定了“春、夏、秋、冬”四时。

门票：15元

5、其他相关

关于修缮

观星台可能在当时真的不值史家一提，不过今天它就显得不寻常了，因为它是元代《授时历》和著名“四海测验”仅存的见证物，与那个时代最杰出的天文学家郭守敬有着天然的瓜葛，这已经足够了。关于一个伟大的天才和他的天才之作之间，没有更多的史料可资，细节无法详述了。　只是县志有录：明嘉靖年间登封知县侯泰在台上增筑两个和观测无关的小屋，又添筑了女墙，维修了“量天尺”，应该说星台为元明两代的混合建筑。

清人似乎忙着屡废屡建周公祠，多少“忘掉”了后面的砖台子。又许多年之后的1944年农历四月十二上午，日军空投8枚炮弹，把明代的知县大人建在台上400多年的东小屋轰个稀烂，同时也在东墙上炸出了多处弹痕。在1975年一次由古建所召开的“回忆观星台”的座谈会上，告成村老人们“揭发”，日军轰击时台上真的有扛枪的“*”。1975年参加维修观星台的古建专家张家泰，有意用相机留下东墙两处“战争伤痕”。后来，东墙边竖了“说明牌”，真的惹来不少“民族主义者”骂那“日本娘”。

不知何年，台子北部的墙体横空出世一个杂木树来，将墙体都撑鼓了。张家泰说他们不敢拔，担心损坏台体，老乡在一旁献计：“在树根挖个槽，放几粒胡椒，捂上泥巴，从根部弄死它！”这便是误把修台子当成落飞机的告成村农民的“小科技”，倒是真灵，从此那棵杂木树再也不能破墙出头。

台子修缮一新后不久，一个日本科技史代表团兴致勃勃地来观星台，中午头还集体模仿古法“立竿测影”。在返回登封城的车上，一个日本人悄悄塞给张家泰一个条子，上书：“朝闻道，夕死足矣。”张家泰说，那日本人真的心有感触。

在这个世界上，只有韩国庆洲瞻星台比登封观星台岁数大些，那个在照片上看“桶”一样的天文遗存，创建年代大约是中国唐太宗贞观年间。不过他们那边的东西好像没有传到我们这里来，倒是《授时历》，传到朝鲜又传到日本。它是中国实施时间最久的历法，历时364年。不过《授时历》今天也成了“旧历”，只有那760年的砖台子，还活着。