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奥门新萄京8522:陶寺观象台,陶寺中期小城大型

来源:http://www.operasage.com 作者:奥门新萄京8522 时间:2019-06-26 03:53

    一、引言

【广州日报】陶寺观象台:观节气 定农时

——从陶寺观象祭祀遗迹谈国家起源时期公共权力的形成摘要:按照我们现在的常识,一个政权有多少军国大事,国家安全、国计民生,千头万绪,首当其冲的无论如何也不会是观测天象、制定历法这类事,然而《尚书·尧典》记载的首件政务却是派员观测天象,制定历法。现在有了陶寺城址中“迄今发掘最大的陶寺文化单体建筑”,集观象和祭祀功能于一身,《尧典》的记载似乎容易理解了。据此二者的联系,我们可以推测,华夏文明的早期国家有一个最突出的特征,就是观测天象、制定历法,以“敬授民时”。关键词:陶寺;观象授时;文明起源;国家;公共权力西汶艺术网研究文明起源,国家起源的问题是凸显出来的最重要的问题。有学者认为,从理论上考虑,“以国家的出现作为进入文明社会的标志”是适宜的,因为恩格斯曾有过‘国家是文明社会的概括’的合理命题。一百多年来,将国家的出现视为史前社会的终结与文明社会的开端已在相当广的范围内形成了共识”[1]。对于国家起源的认识,有多种理论和假说。我们认为,恩格斯在《家庭、私有制和国家的起源》中所说的,“国家的本质特征,是和人民大众分离的公共权力”[2],依然是十分准确的概括。所以,结合最近的考古发现,就中国文明起源时期公共权力的形成,略陈管见。当然,国家的出现,必然是在生产力发展到一定的高度,社会发展到相当成熟,阶级、阶层分化到足够复杂的阶段,否则就不会有公共权力的出现。因而,国家产生的经济、社会基础,就不再论列,以免枝蔓。一、陶寺发现的观象祭祀遗迹和《尧典》记载的首要政务山西襄汾陶寺遗址近年来屡有重大发现,继城址的发现之后,今年又报道了关于一座可能具有观象授时与祭祀功能的大型建筑的发现。这座建筑编号为ⅡFJT1,报道称其“面积约1400平方米,是迄今发掘最大的陶寺文化单体建筑,规模宏大,结构复杂,集观象与祭祀等功能于一体”;整座建筑为三层台基,推测为祭祀功能的半月台位于第二层,观象功能的夯土测柱位于第三层;关于夯土测柱,报道说:“上层台基夯土挡土墙与生土台芯之间有一道夯土测柱,呈半圆形,半径10.5米,清理弧长19.5、宽1.25、残深2.7米。夯土质地坚硬,密实度1.6t/立方米。揭露部分夯土观测柱自东偏北方与第三道夯土挡土墙同起,向南以11个夯土柱排列成圆弧形,第11个夯土柱与第一道夯土墙相连接,继续向西延伸。夯土柱之间有10道缝,宽15厘米-20厘米,间隙填充人工花土。各缝中心延长线向内交汇于圆心,向外与崇山山脉上的一个山峰相连。这10道缝中心延长线方向角在74度-139.5度之间,张角为67度,每两个缝之间的夹角为7-8度,是圆弧48边形等分得到夹角7.5度的误差结果。将夯土柱间观察缝编号由南向北逆时针排序,编号为1号-10号缝。东2号缝长1.2、宽0.25米。去年12月22日冬至实地模拟观测证明该缝为冬至日出观测缝。东3号缝长1.3、宽0.2米。1月21日大寒实地模拟观测此缝为大寒日观测缝”[3]。如此重要的发现,以上引文尽管长了一些,想必不至于累赘。另外,报道还提到,ⅡFJT1的相对年代约当陶寺文化中期,绝对年代约为距今4100年。西汶艺术网[奥门新萄京8522:陶寺观象台,陶寺中期小城大型建筑基址IIFJT1实地模拟观测报告。 2 <


时间:2010-1-29 13:34:51 来源:不详

    2003年~2005年,中国社会科学院考古研究所山西队与山西省考古研究所、临汾市文物局合作,为了完成“中华文明探源工程”预研究和第一阶段的重点聚落研究任务,发掘了陶寺中期小城大型建筑基址IIFJT1[①]。其半圆形特殊形制,引起学术界对其功能的特别关注。作为发掘工作的主要担纲者,我队始终推测台基的功能是集观象授时与祭祀于一身。台基的核心是由夯土观测点遗迹和夯土柱缝遗迹构成的天文观测建筑仪器系统,总计13个柱子、12道缝隙,面向东北至东南。我们根据考古遗迹推测,陶寺时观测者身子直立立足于观测点直径25厘米的核心圆上,透过特定的柱缝观测早上日半出或日切崇峰山巅时是否在缝正中。如果日半出或日切在某缝正中,则是陶寺历法中某一特定日子。比如看到东2号缝正中日半出崇峰一山头,就是冬至;假如在12号缝正中看到日半出山脊就是夏至。

    2003年~2005年,中国社会科学院考古研究所山西队与山西省考古研究所、临汾市文物局合作,发掘了陶寺中期小城大型建筑基址IIFJT1。该遗迹以陶寺中期大城内道南城墙Q6为依托,向东南方向接出大半圆形建筑。整个建筑由半圆形外环道和半圆形台基基础构成。台基基础由夯土台基和生土台芯组成。外环道在台基的东北角以豁口横穿城墙Q6。整个遗迹包括外环道直径约60米,总面积约为1740平方米。台基直径约40米,总面积约1001平方米。台基大约可分三层。第一层台基基础位于台基正东,呈月牙芽形。生土半月台基芯被第一层台基的夯土版块所包护。第二层台基基础呈半环状,东、西两端接在城墙Q6上。第三层台基呈半圆形,由夯土挡土墙、夯土观测柱缝及台基芯构成。第三层台基芯以生土为主,还有部分夯土台芯、观测点等遗迹。


4100年前陶寺人观测天象?遗址石柱引猜测

    为证实我们观象授时的假设,自2003年12月22日冬至至2005年12月22日,我队进行了两年的实地模拟观测,总计72次,在缝内看到20次,从新观测点看到16次。模拟观测工作得到中国科学院自然科学史研究所组织的、中国社会科学院考古研究所、中国科学院研究生院、中国科学技术大学参加的中国科学院交叉学科创新项目“山西陶寺古观象台遗迹研究”课题的经费支持。其结果不仅大致摸清了陶寺文化冬至到夏至再到冬至一个回归年的历法规律,并且获得了十分珍贵的第一手观测资料,为探索陶寺IIFJT1的天文功能提供重要依据。

    在现存的陶寺晚期的台基破坏界面上,发现了一道弧形夯土墙基础,人为挖出10道浅槽缝,形成11个夯土柱基础。夏至观测柱缝系统向东错位,设置到了第二层台基上。在最北观测柱D1与夏至观测南柱之间搭上一根门楣就成为一个面向东南、内宽1.8米的小门。估计此门专为“迎日门”。从观测点经“迎日门”向东看去,又可形成一条宽50厘米的观测缝。据此,陶寺IIFJT1上用于观测的柱缝系列共计13个柱子12道缝。经垂直向上复原,这12道缝分别对着崇峰(俗称塔儿山)的某处山头或山脊。其中主峰塔儿山在东5号缝内。

稿件来源:广州日报2016-11-06第B01版 | 作者:许永杰 | 编辑: | 发布日期:2016-11-07 | 阅读次数:

2009年12月22日,冬至。

 

    陶寺观测点夯土标志位于第三层生土台基芯中部,打破生土。该夯土遗迹共有四道同心圆。中心圆面直径25厘米,二圈同心圆直径42厘米,三圈直径直径约86厘米,外圈同心圆直径145厘米。解剖结果,陶寺观测点基础残深26厘米[1]。

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早7时30分,天刚蒙蒙亮,由中国社会科学院考古研究所山西队队长何驽博士带队,由十余名天文学家、文物专家等组成的队伍,从襄汾县城出发,赶往位于县城东北约7.5公里的塔儿山西麓的陶寺遗址。记者受邀一同前往。

一、实地模拟观测方法

    中国社会科学院考古研究所于2005年10月22~24日在北京举行了“陶寺城址大型特殊建筑功能及科学意义论证会”。来自中国科学院自然科学史研究所、国家天文台、国家授时中心、北京古观象台、北京天文馆、上海交通大学人文学院、南京紫金山天文台、西安美术学院中国艺术与考古研究所等单位的15位天文学家基本肯定了该大型建筑为天文观测遗迹。[2]但是考古学界仍有许多学者持怀疑态度。

把山西襄汾的陶寺遗址推定为传说时代的古帝王唐尧的都城,观象台遗迹是其中一项重要的证据。这是一个背倚中期城址南城墙而建的一个大半圆形建筑,总面积约1740平方米。建筑的整体由环形路基、夯土台基、生土台芯组成。环形路基位于最外侧,环绕夯土台基,东西两端与城墙相连接。夯土台基东西直径40米、南北弦高29米,面积约1000平方米。台基有三层构成,第一层台基位于台基正东,由9个夯土小版块错缝砌成,弧长31米、宽3.2~3.5米、深1~3米,南北两端接在第二层台基上。第二层台基是台基的主体,呈半环状,弧长68米、宽5~8米、深6~6.5米,东西两端与城墙相连接。该层台基的南部有一梯形遗迹,是有4个夯土板块以及和4个柱墩构成,上有4个柱洞。改成台基的东北内侧还有1个红花土夯土板块,中有一道沟槽,将版分为南北两小块。第三层台基为附加在台芯东南缘的月牙形遗迹,弧长30米、宽3.5米、深2.3~4米,包括夯土护墙基础和夯土柱缝基础两部分。外侧的夯土护墙基础由17块长方形黄土板块组成,内侧的夯土柱缝基础是以长弧形夯土基础,其上挖出10道槽缝,槽缝将夯土条分割为11个长方形夯土块。黄生土台芯位于第三层台基内侧至城墙处,半圆形,直径约28米、弦高21米。黄生土台芯中部偏西有一观测点基础,是由圆形基坑和三同心圆夯土遗迹组成,台芯外侧的弧形台基上的柱缝中线都汇集在观测点的圆心上。 这一大型的半圆形夯土建筑基址是中国考古学的首次发现,其建筑规模远远超出一般的民居建筑,其建筑形制也与以往发现的宫殿基址不同,到过现场考察的各学科专家一致认为,这是一处用于观测日出确定季节兼举行宗教仪式的“观象台”。这一认识如果成立,那么陶寺观象台就是世界上最古老的天文观象台——约公元前2100年,它不仅比北京建国门明代观星台和河南登封元代测景台早近三千年,还比中美洲的玛雅天文台遗址早千年,甚至比英国索尔兹伯里平原上的史前巨石阵观象台还要早。 陶寺观象台的观象功能主要是由生土台芯上的观测点和第三层台基上的10个柱间缝、第二层台基北端的2个柱间缝构成的。观测者直立于观测点核心圆上,透过柱与柱之间的缝隙观测正东方向的塔儿山山顶的日出,并以此来确定当时的节气或历法中某些特定的日子。2003年~2005年的实际观测发现,12月22日冬至时,第2条狭缝中能看到日出景象;6月21日夏至时,第12条狭缝能看到日出;在春分和秋分前后的3月28日和9月14日,第7条狭缝中能看到塔儿山东南峰顶的日出。因此,陶寺观象台具有观测和确定一年四季的功能。冬至与夏至之间有10个土柱,象征10个节气,再从夏至到冬至完成一回归年,计有20个节气。由于太阳在夏至和春秋分时节,位移速度不一,经过每一土柱的日期也不相同。因此,以此确定的20节气各自的时间长短并不一致,与今日使用的24节气就相差得更多了。尽管如此,每一缝隙看到日出的日子与当地特定的农时相联系,如第6道缝备耕,第8道缝春播大麦,第10道缝种春谷,第11道缝种水稻,第12道缝种黍等。 今天说到天文学,人们都会将其视作高大上的学科。其实,天文学是人类最古老的科学。人类生活、生产与自然息息相关,种植农业出现后,掌握农时适时播种是决定作物丰歉的关键。中国作为以农业立国的文明古国,《尚书·尧典》就有这样的记载:(尧)“乃命羲和,钦若昊天,历象日月星辰,敬授民时。” 意思是说:帝尧于是命令羲和谨慎地顺应上天,观察日月星辰的运行规律,把推算总结出的历法知识告诉人民,以安排农事,方便耕作。“观象授时”是传说时代古帝王的重要政务,委派官员在观象台观测天象,确定农时和祭日,并颁告给臣民,什么时候春天来临,什么时候春播五谷,什么时候祭祀天地。在传说时代古帝王甚至还把历法作为禅让的遗嘱,《论语·尧曰》记载:“尧曰:‘咨!尔舜!天之历数在尔躬,允执其中。四海困穷,天禄永终。’舜亦以命禹。”意思是说:啧啧,你这位舜!上天日月星辰的运行之法已传授给你,你要很好地保有。你要知道如果天下饥荒,你的王位也就终止了。 (许永杰,1977年考入吉林大学考古专业。先后在甘肃省博物馆、吉林大学考古学系、黑龙江省文物考古研究所等单位工作。现为中山大学人类学系教授、博士生导师,中山大学南中国海考古研究中心主任,中国考古学会理事。)

一行人径直来到遗址内东南方的古观象台处。这是一处外观特殊的建筑,半圆的台基上矗立着十几根摆放位置奇特的砖柱,台基中间是水泥抹成的几个同心圆。

    《尧典》说:“历象日月星辰,敬授民时。”鉴于陶寺IIFJT1的缝槽大体指向日出方位,参考世界原始民族常用的太阳地平历(horizonal calendar)或称定点历(position calendar),我们首选观测日出。我们模拟观测的主要方法是,用金属货架做成与观测缝同样形状、同样宽度的立体框架模拟观测缝,直接立于观测缝遗迹上。我们在观测点上架设数码录像机,记录拍摄日出过程,数码相机放置在录像机正顶部位,同时观测日出是否在框架“缝中”。光学相机设置在录像机的正前方,保持观测日出方位角度与录像机一致。

    作为发掘者,我们始终推测台基的功能集观象授时与祭祀于一身。观测系统由观测点、观测缝、以及所对应的崇山上的日出点构成。为了证实我们观象授时的假设,自2003年12月22日冬至至2005年12月23日,我队进行了二年的实地模拟观测,总计72次,在缝内看到20次。不仅大致摸清了陶寺文化冬至到夏至再到冬至一个回归年的历法规律,并且获得了十分珍贵的第一手观测资料,为探索陶寺IIFJT1的天文功能提供重要依据。模拟观测报告已于近期发表[3],本文就模拟观测的初步结果所包含的意义进行一些粗浅的分析。

“这就是4100年前陶寺人观测天象的原始地点,现在能看到的砖柱等建筑都是利用考古资料刚复制的。我们今天做的,就是借助这些复制建筑重现当时的场景,现场探寻古人是如何观天象的。”随队的冯九生说,“算下来,这是第77次模拟观测了,这座遗址今天能告诉我们什么呢?”

    观测日出的同时无暇进行日出角度和仰角的测量,而是根据照片和录像资料记住日半出、日切点的位置,观测用框架不动,在当天用全站仪测量。每天或每次观测完毕,摄影器材和全站仪都要撤走收回室内,第二天观测同一缝日出或观测下一道缝日出再重新设置摄像器材和全站仪。每次观测完毕测量日出角度时,全站仪均重新架设,重新置零。2005年5月之前,全站仪的置零是用普通地质罗盘定出正北(磁北),从观测点仪器对中点向正磁北迁延出一条3米长的白线绳,用全站仪俯窥白线,用窥镜中的十字丝纵线对准白线,而后置零,如此做法实际很不精确,致使正北置零与真正的磁北有误差,可能会导致测量的日出方位角数据与实际观测状况不符。

 

否为观象台?实地模拟观测了76次

    需要特别解释的是,陶寺观测点遗迹的发现是在IIFJT1发掘的后期。此前我们在模拟观测点的寻找上走过一段弯路。原先由天文专家为我们按照观测柱缝列圆弧计算出来的圆心作为实地模拟观测点,出现了冬至日出不在缝中、崇山主峰塔儿山不在缝中的问题,我提出一个修改方案,以圆心点为中心半径50厘米的范围内,是陶寺人观测的立足位。每道缝必定对准一个山头,人在立足位的范围内寻找所观测缝内正中山尖日出的最佳观测点。于是我们确定了三个观测点,A点为原来用的观测点,用于观测除冬至和塔儿山主峰以外的所有缝的日出;B点由A点向西偏移45厘米,用以观测冬至;C点由A点向北偏移16厘米,用以观测塔儿山顶日出[②]。实际上,由于已经错过了B、C两点实用观测日期,至2004年5月10日之前的15次观测均使用的A点。

 

A “几道缝”引起的猜测

    2004年5月中旬天文学家陈美东、武家璧先生等发觉后提出坚决反对,认为一个与天文观测有关的遗迹绝不可能是多观测点的,古往今来既没有这样实例,在理论上也是行不通的,必须是一个观测点。我们本着相信科学的原则,从可以看到东2号缝中缝冬至日出的B点向西北做延长线,从可以看到东5号缝塔儿山日出的C点向西北引出延长线,两延长线交汇,并同时要求这个交汇点必须可以从10道缝看出去。经过一周的摸索,我们终于找到了这个模拟观测点,该点为C点延线后1.5米与B点延线后1.4米交汇点。GPS座标N35°52′55.9″,E111°29′54.9″。

 

襄汾陶寺遗址原是一个面积约56万平方米的古城,距今4000—4100年前,这座古城扩张成为一个占地280万平方米的中国史前最大的城池。陶寺遗址被学术界认为对研究我国早期国家的出现、“中国”概念的形成具有重要价值。

    该点原本位于便于模拟观测的堆土台子上,为了铲除土台子拍摄基址全景照之后仍可继续利用该观测点进行实地模拟观测,我们事先用探铲垂直向下钻孔,将土台子表面上的理论模拟观测点下移到现存基址表面上,孔内灌入白色涂料。当2004年10月29日发现陶寺观测点遗迹时,我们的模拟观测点恰好落在陶寺观测点那个直径25厘米的核心圆面上,我们的仪器对中点位于陶寺观测点圆心点正东4厘米点上。假如按照双足并立站在陶寺观测点核心圆面直立目视观测日出的话,这4厘米的误差实际可以忽略不计的[③]。从而证明我们寻找的实地模拟观测点与陶寺文化中期实际使用的观测点可以说珠联璧合。于是,自2004年5月23日以后我们用改进的“新”观测点观测资料是比较可信的。

   全文浏览请点击:《陶寺中期小城观象台实地模拟观测资料初步分析》下载。

遗址在2001年寻找陶寺城墙的钻探中就被发现。2003年,考古人员在这个神秘的“城池”里发现了一座占地达1700余平方米的大型夯土建筑遗址,由于其地表建筑都已遭到破坏,其原貌、功能都无从得知。考古人员根据遗址上的夯土痕迹推测,曾有13根高大的石柱立在这个半圆形的台基上,相邻石柱之间的距离为15厘米到20厘米,而这些石柱间的狭缝整体呈正对圆心的放射状。

 

 

2001年7月,从北京大学取得博士学位的何驽来到中国社会科学院考古研究所山西队。2002年,他担任山西队队长、陶寺发掘领队。

 

 

2003年春季,何驽和队员们对陶寺遗址里确定的一座建筑基址进行复探,发现该建筑不仅土质杂乱,而且形状极不规则。后来环绕夯土台基的半圆形环道被发掘出来,它显示该夯土建筑遗迹呈弧线状。弧线可能是圆的一部分,古人认为“天圆地方”,何驽猜测:难道该遗址与祭天有关?

观测缝
平面形状
剖面形状
长cm
宽cm
残深cm
观测缝中线方向角
缝中线间夹角
仰角
东1
长条形
凸圜
120
30
6
131°04′4.7″
 
5°33′33″
东2
长条形
凸圜
120
25
6
125°02′44.2″
6°01′20.5″
5°48′34″
东3
长条形
凸圜
130
20
4
118°52′18.7″
6°10′25.5″
5°31′43″
东4
长条形
凸圜
130
20
9
112°40′47.2″
6°11′31.5″
6°07′53″
东5*
长条形
凸圜
135
20
10
105°59′59.2″
6°40′48″
7°11′56″
东6
长条形
凸圜
125
20
9
100°38′16″
5°21′43.2″
5°46′22″
东7
喇叭形
楔形
145
内20、外50
16
94°27′52.2″
6°10′23.8″
4°15′53″
东8
长条形
凸圜
150
20
8
89°06′21.7″
5°21′30.5″
3°19′28″
东9
喇叭形
凸圜
165
内15、外40
8
82°18′14.7″
6°48′07″
2°15′41″
东10
喇叭形
凸圜
190
内14、外20
4
74°35′30″
7°42′44.7″
1°54′23″
东11
空当侧视成缝
 
 
50
 
66°4′31″
8°30′59″
1°07′11″
东12
长条形
凸圜
160
40
17
60°20′54.7″
5°44′36.6″
1°15′29″

 

发掘一步步推进,考古人员又发现夯土弧线上有几道缝,而且这些缝的朝向冲着东面约10公里外的塔儿山。这座大型建筑基址与天文有关?所留的缝是用来观测天象的观测缝?在天文史学家的建议下,何驽决定进行实地观测。

 

(责任编辑:高丹)  

可是日月星辰,观测哪个好呢?这些缝自东北到东南,似乎是一年当中日出的大致位置。考古队队员冯九生提出,陶寺早期大墓中很多罐、盆的肩腹部画着几个圆圆的红太阳,这些很可能意味着陶寺文化对太阳的崇拜。陶寺文化具有高度发达的农业,使用太阳历的可能性最大。据此何驽决定首选实地模拟观测日出,并在天文学家计算出的观测点进行尝试。

                                                          表一

考古人员将古观象台13根柱子自北向南编号1—13号,每相邻两根柱子形成的观察缝由南到北依次编号1—12号。然而,冯九生在2003年冬至的模拟观测中,发现从最南的1号缝望出去,看不到日出。日出一半时,太阳偏在2号缝以北。太阳下沿与山脊相切时勉强可以从2号缝看到,但偏在北侧。太阳升离山头,失去天文意义了,此时却位于2号缝正中。

 

难道这座建筑不是用来观天象的?何驽心里凉了一大截。

    注*塔儿山在东5号缝内偏南,仰角7°16′44″。表中方位角为真方向,不包含磁偏角。除东3、11、12号缝中线仰角测量仪器高为1.91米外,其余皆为1.81米。

其实这只是太阳神与考古人员开的一个玩笑。后来天文学者指出,他们关于冬至的实地模拟观测结果是正确的,因为古今黄赤交角的变化,当年冬至日出点较古代偏北,这样从2号缝内就看不到。

    我队测量日出方向角度在2004年秋季之前一直使用大平板仪,测量的数据精度根本达不到天文学计算要求。2005年4月30日和5月1日,北京恰恒科技有限公司受中国科学院自然科学史研究所和中国社会科学院考古研究所合作的“山西陶寺古观象台遗迹研究”课题组委托,精确测绘陶寺时期观测点圆心至各夯土柱夹缝以及缝中线的方位角,各缝中线仰角由冯九生利用日本产索佳牌全站仪以陶寺时期观测点圆心为基点测量得到,数据参见《表一》。

B 质疑中的惊喜发现

    下面逐一介绍各观测缝模拟观测的结果。

由于那时还未发现此建筑的观测点遗迹,对于其是否是观象台,当时的考古界是一片质疑声。

               

何驽就和队员们不断地进行模拟观测,冯九生参加了该建筑基址发现6年来进行的76次实地模拟观测。他告诉记者,经常出发时天气还好好的,等到了古观象台就变天了,“扑空是常有的事”。

二、模拟观测结果

为进行观测,考古人员一步步清理基址周围的覆盖土,在清理过程中,他们特意在台基上留下一个4平方米见方的土台,以便进行模拟观测。为了将新的模拟观测点从土台上引到台基残留界面上,考古人员由土台垂直向下打了一个探孔,直至生土。探孔内灌入白涂料,然后插入一根笔直的桐树棍。这样日后将土台打掉后,模拟观测点的位置在台基平面上也可以很容易找到。

 

随后的发现让考古队员们惊奇又狂喜:2004年10月29日,他们将模拟观测的土台打掉,发现土台下面居然藏着陶寺文化时期的观测点标志。只

1.    东1号缝(简称1号缝)   

[1][2]下一页

介于夯土柱D11与D10之间。形制、尺寸、角度见表一,后同。

由于2003年12月22日冬至观测日半出(指太阳视中心在山脊上露出一半)方位角为123°57′41″,日切(指太阳轮廓下缘切于山脊)方位角124°24′13″,不可能进入1号缝。2005年12月22日冬至日出最南点仍进不了东1号缝。因此1号缝不可能用于日出观测。或许与其他天象观测有关。

 

2.    东2号缝      

介于D10与D9之间。形制、尺寸、角度见表一。对应崇峰主峰塔儿山以南一大峰峦,我们编号为S8。

2003年12月22日冬至观测,早上8:17:38日半出(指太阳视中心在山脊上露出一半)方位角为123°57′41″。8:20日切(指太阳轮廓下缘切于山脊)方位角124°24′13″,仰角5°50′32″。8:23:48太阳位于缝中线,但已离开山头。

2005年12月22日,冬至。今晨观测:8:18:36(录像机时间记录比标准北京时间提前2分19秒)日露出,位于东2号缝内北角,方位角124°12′30″(此方位角为减去当地磁偏角4°12′40″的真方位角,后同),仰角5°42′26″。8:20:13日半出,位于东2号缝内北部,方位角124°26′24″,仰角5°40′40″。8:22:06日切,位于缝中微偏北,方位角124°54′36″,与缝中线方位角差8′08.2″;仰角5°45′57″。

2005年12月23日,8:19:07日露出,位于东2号缝北外侧,方位角124°10′58″,仰角因有雾气,大约5°35′49″。8:20:28日半出,位于东2号缝北壁一半,方位角124°22′35″,仰角5°35′50″。8:22:02日切,位于东2号缝内北侧,方位角124°32′09″,仰角5°41′03″。

2003年和2005年冬至两次观测的结果有所不同,前者日切时偏于东2号缝中线以北,后者日切在中线上。考虑到2003年12月22日观测时所用的A点观测点是最初的观测点,2005年12月22日观测点是用的陶寺文化原有的观测点,更加准确,因此2005年12月22日的观测似应更可靠。

2005年12月22日冬至日切点位于东2号缝中线偏北8′08.2″处,误差较大,因此首先排除4000年前日切在东2号缝中线的可能。武家璧博士计算黄赤交角变化导致今天冬至日出较4000年前北移38′30.95″。2005年12月22日冬至日半出方位角

124°26′24″+38′30.95″=125°04′54.95″

因为东2号缝中线方位角125°02′44.2″,因此

125°04′54.95″-125°02′44.2″=2′10.75″

这2′10.75″的误差可能是我们测量日半出角度时太阳视中心点判断上出现误差,但是误差很小,于是4000年前陶寺文化中期冬至日半出大约在2号缝中线。据此,2号缝应是陶寺中期日南至即冬至[④]日出天文准线,缝中线日半出日期大约为每年的12月22日前后。

 

3.东3号缝 介于D9与D8之间。形制、尺寸、角度见表一。

(1)上半年

2005年1月20日阴历腊月十一,大寒,晴天。早上8:16:11时太阳露头,在东3号缝的南侧D9号柱内,未进缝,仰角5°32′15″。方位角118°37′04.7″, 当在东3号缝内北侧,与观测实际天象不符,方位角测量有误。

8:18:00日半出,仍在缝南侧柱内,方位角119°00′21.3″却在缝内偏南侧,与实际天象不符,角度有误。

8:19:38日切于山脊,在缝南侧主内,不在东3号缝内,仰角5°32′15″。方位角119°16′51.7″,虽然趋势与实际天象相合,但是角度可能也有误。显然2005年1月20日大寒的实际天象日半出与日切皆未到3号缝内,由于角度测量的误差,以致无法推算几天后日半出或日切在缝中线上。只有根据下半年2004年11月18日东3号缝中日切至12月21日冬至东2号缝中日半出间隔33天来推算,3号缝上半年大约在冬至日后33天即2005年1月23日缝中日切,比今大寒晚3天。

(2)下半年

       2004年11月18日阴历十月初七,小雪前4天。7:47:40时太阳露头,位于东3号缝北壁外侧北柱内,紧贴北壁,方位角118°14′15.7″,实际观测天象与方位角度相合。

7:48:31日半出,右侧外缘进东3号缝,方位角118°33′16.3″。

7:49:49日切山脊,太阳与地面相切时全部进东3号缝,左侧外缘与东3号缝北壁相切,方位角118°44′11.7″。日切方位角与3号缝中线方位角角差  8′07″,向北偏,大约是黄赤交角变化使然。四千年前11月18日日切大约在3号缝中线上。比2004年小雪11月22日7时提前4天。此日到2004年冬至日12月21日21时间隔33天。

 

4.东4号缝      介于D8与D7之间。形制、尺寸、角度见表一。对着塔儿山以南一小山尖,编号S6。

(1)上半年

       数次观测均未能在4号缝中看到日出。根据2004年2月上旬模拟观测得到此时段日移速率为21.6′/天。太阳从3号缝走到4号缝大约走过371.525′。

371.525′÷21.6′/天≈17.2天

2005年1月23日东3号缝日切之后17.2天,太阳应到达4号缝中,即2月9日。但是,春分之前,黄赤交角变化四千年前较今天日出偏南,考虑到这一因素,陶寺文化时期日切于4号缝中线应再多加1天,即2月10日。比2005年立春2月4日2时晚6天。自1月23日日切3号缝中线至2月10日,间隔18天。

(2)下半年

2004年11月1日阴历九月十九日。7:32:10时日始出,在东4号缝内偏北,方位角112°27′09.2″,仰角6°08′20″。

7:33:15日半出,太阳几乎在4号缝的正中略偏北,方位角112°32′02.2″,仰角6°08′38″。

7:34:37日切山头S4,日南缘已出4号缝内侧南壁,方位角112°47′08.2″,仰角6°06′12″。日切时太阳视中心偏于4号缝中线以南6′21″,且日南缘入于缝南壁,不甚合理。考虑到黄赤交角变化,故反推前4000年前下半年10月31日日切在4号缝中缝S4顶。距11月18日3号缝日切18天。

 

5.东5号缝     介于D7与D6之间。崇峰主峰塔儿山在缝中线稍偏南,方位角106°11′26.2″,仰角7°16′44″。缝中线与4号缝中线夹角6°40′48″。

(1)上半年

2005年2月26日阴历正月十七,惊蛰前7天观测。 7:47:52时太阳露头,在东5号缝内北角,方位角105°26′24.2,仰角7°14′56″。

7:49:07日半出,位于中缝,处方位角105°59′58.2″,仰角7°11′56″。

7:50:47日切塔儿山尖,方位角106°11′26.2″,仰角7°17′。日切时,太阳视中心偏于中线南11′28″。根据2004年模拟观测此时段日移速率为21.6′/天。

11′28″÷21.6′/天≈0.53≈1天

这就意味着日切在5号缝中线应再推迟0.53天。再考虑到黄赤交角变化影响,推迟1天是比较合理的。那么四千年前2月27日日切在5号缝正中塔儿山尖北坡。自2月10日4号缝日切至此日17天。

(2)下半年

2004年10月15日阴历九月初二,霜降前8天。7:20:04时日始出,紧贴东5号缝北壁外侧,方位角105°19′25.2″,仰角6°57′45″。

7:21:34日半出,在5号缝内偏北,方位角105°58′19.2″,仰角7°11′56″。

7:23:14时太阳与塔山主峰山尖相切,方位角106°11′26.2″,仰角7°16′45″。日切时,太阳视中心偏于中线南11′28″。根据2004年模拟观测此时段日移速率为21.6′/天。

11′28″÷21.6′/天≈0.53≈1天

这意味着下半年日切在5号缝中线当提前0.53天,同样考虑黄赤交角变化,应提前1天,即四千年10月14日日切在5号缝中线。距10月31日4号缝日切中线17天。

 

6.东6号缝   介于D6与D5之间。

(1)上半年

2005年3月8日阴历正月廿八,惊蛰后3天。 7:25:24时太阳露头,紧靠东6号缝东北角外北侧D5号柱内,方位角99°58′03″,仰角5°26′32″。

7:26:55日半出,太阳大部进入6号缝东北角,但被西北角所遮住看不到,方位角100°01′59″,仰角5°28′44″。

7:29:26时日切,太阳全部进入缝中,但大部仍被缝西南角挡住,太阳右缘在6号缝中线,太阳视中心方位角100°11′35″,仰角5°37′08″。日切方位角偏于6号缝中线以北26′41″。考虑到黄赤交角变化,今天春分前日出较四千年前向北偏,故应是当天。即陶寺文化时期3月8日日切在6号缝中线。自2月27日5号缝中日切至此日间隔9天。

(2)下半年

2005年10月5日阴历九月初三。7:02:45时太阳开始露头,紧靠东6号缝东北角外侧D5号柱内,方位角99°42′34″,仰角5°43′56″。

7:04:05时日半出,太阳右缘虽进入6号缝东北角,但是被西南角遮挡,看不见,方位角99°52′04″,仰角5°44′49″。

7:05:12日切,太阳右半边进入6号缝东北角,但仍被西南角遮挡,看不见,方位角100°10′51″,仰角5°46′23″。

本日日出在6号内看不到。日切位于6号缝中线以北36′25″。此时段日移速率为34.2′/天。

         36′25″÷34.2′/天≈1.1天

可见推迟1.1天日切在6号缝中线。考虑到黄赤交角变化角度,因此四千年前应当比10月5日推迟1天为10月6日即可。此日至10月14日5号缝日切间隔8天。

 

7. 东7号缝   东7号缝   介于D5与D4之间。对应塔儿山主峰以北小山头编号N9。

(1)上半年

2005年3月18日阴历二月初九,春分前2天。7:04:43时太阳露头,位于东7号缝内西北角,缝内可见,方位角94°10′01.2″,仰角4°13′30″。

7:05:39日半出,目测在7号缝内中线稍偏北,仰角4°14′12″,方位角却测得94°25′58.2″,与中线角差1′54″,几乎就在中线上,方位角度与实际天象有误差,估计角度测量有误。

7:06:57日切,目测在缝内中线, 方位角却测得94°38′29.2″,偏于中线以南10′37″;仰角4°19′27″。角度测量与实际观测天象有偏差,估计因阳光过于强烈难以辨认清楚太阳轮廓和太阳视中心点,导致测量误差,误差值为10′37″。经目测结果校正,日切应在缝中线上,方位角约为94°27′52.2″。

则日半出在缝内偏北,方位角为

          94°25′58.2″-10′37″=94°15′21.2″

据北京洽恒科技有限公司精确测量,7号缝西北角E7-3方位角94°05′05.7″。3月18日日半出方位角94°15′21.2″,大于7号缝西北角E7-3方位角94°05′05.7″,小于中线方位角94°25′58.2″,偏于7号缝中北侧,与目测结果相同。

由于春分、秋分没有黄赤交角变化,因此3月18日7号缝中线日切为陶寺春分[⑤],较2005年春分2月20日21时提前2天。自3月8日6号缝日切至此日间隔10天。

(2)下半年

2004年9月23日阴历八月初十,秋分。6:46:36时日半出,太阳在7号缝东北角外侧被D4号柱子挡住了,方位角92°44′50.2″。6:48:33日切,太阳大部进入东7号缝东北角,但仍被西南角挡住看不到,方位角93°15′56.2″。日切点偏于7号缝中线以北1°11′52″。此时段日移速率为39′/天。

   1°11′52″÷39′/天≈1.84≈2天

于是推测9月25日日切在东7号缝中线,为陶寺秋分[⑥]。遗憾的是2004年9月24、25日两天连阴雨,未能观测。

2005年9月24日阴历八月廿一,秋分后1天。因操作失误未摄到日出影像,没记录到日出准确时间。日半出时,太阳大部已进东7号缝东北角,但是被西南角所遮挡看不到,方位角93°22′30″,仰角3°56′03″。日切时,太阳全部进入7号缝东北角,但仍被西南角所挡看不到,方位角93°40′31″,仰角3°59′17″。日切时方位角位于7号缝中线以北37′21.2″。此时段日移速率为39′/天。

37′21.2″÷39′/天≈1.3≈1天

于是推测9月25日日切在7号缝中线为陶寺秋分,较2005年秋分9月23日晚2天。2005年9月25日因阴雨没有观测到日出。陶寺秋分9月25日至10月6日6号缝日切间隔11天。

 

8.东8号缝   介于D4与D3之间,位于台基正东中轴线上。对应山头N11。

(1)       上半年

2005年3月28日阴历二月十九日。东边天际有云雾, 6:49:02时见到太阳,此时已与地面相切,在东8号缝的中心稍微偏北,方位角89°03′53.7″。此日就是陶寺文化的一个节令。陶寺春分3月18日7号缝日切至3月28日8号缝日切间隔10天。

(2)       下半年

2004年9月7日阴历七月廿三,白露。6:25:04时日始出,方位角为84°40′37.7″,仰角2°57′19″。6:26:05日半出,方位角84°55′0.27″,仰角2°35′03″。6:27:23日切,方位角85°08′42.7″,仰角2°35′18″。观测结果04年9月7日日出时不在东8号缝内,被D3号柱子挡住。日切偏于8号缝中线以北3°57′39″。此时段日移速率为35.7′/天。

           3°57′39″÷35.7′/天≈6.66≈7天

   即9月7日七天后9月14日日切在8号缝中线。但是9月14日因阴雨没有观测到日出。距陶寺秋分9月25日7号缝日切11天。

 

9.东9号缝    介于D3与D2之间。对应小山峁编号为N15。

(1)       上半年

2005年4月10日阴历三月初二,多云。 6:29:31时见到太阳,此时太阳离开地面一段距离,位于东9号缝的南侧边线上已无天文意义。今晨虽未看到日切,但从太阳升高的位置判断今日太阳于地面相切时应在东9号缝内。

       为了验证这一结论,我们根据9号缝中线与8号缝中线夹角6°48′07″推算9号缝日切日期。据2004年观测,此时段日移速率为32.6′/天。

6°48′07″÷32.6′/天≈12.52≈13天

3月28日日切在8号缝中,13天之后日切在9号缝,即4月10日。因此,4月10日日切在9号缝中线应当是妥当的。自3月28日8号缝日切到今日9号缝日切间隔13天。

(2)       下半年

2004年9月2日阴历七月十八。6:19:13时日始出,太阳紧贴东9号缝东北角,紧靠西北角内侧,方向角82°00′25.7″。

6:20:41时日半出,位于东9号缝中线略偏北,方位角82°11′18.7″。

6:21:48日切,位于中线略南,太阳南缘同时与东9缝的南壁相切,方位角82°21′20.7″。根据黄赤交角变化,四千年前9月2日日切位于9号缝中线,较今天日切点略偏南。因此9月2日是陶寺文化的一个重要节令,距9月14日8号缝中线日切间隔12天。

 

10.东10号缝   位于D2与D1之间。对应塔儿山以北小山头N20。

(1)       上半年

2005年4月27日阴历三月十九。5:59:29时太阳露头,太阳紧贴东10号缝东北角外侧D1柱内,方位角73°53′49″。

6:00:31时日半出,太阳右缘进入10号东北角,但仍被西南角挡住看不到,方位角74°05′26″。

6:01:32日切,太阳南半部在东10号缝内北半部,一半仍被北侧D1号柱挡住,方位角74°13′39″。距中线角差21′51″。据2004年观测,此时段日移速率为23.8′/天。

21′51″÷23.8′/天≈0.92≈1天

提前1天即2005年4月26日日切于10号缝中线。距4月10日日切于9号缝中线间隔16天。

(2)       下半年

10号缝下半年日出未能观测到。7月23日日切在11号缝,10号缝中线与11号缝中线夹角8°30′59″。此时段日移速率为23.8′/天。

8°30′59″÷23.8′/天≈21.47≈22天

预计8月14日日切于10号缝中线。

10号缝中线与9号缝中线夹角7°42′44.7″。9月2日日切于9号缝中线。

7°42′44.7″÷23.8′/天≈19.44≈19天

反推8月14日日切于10号缝中线。

由此我们推测8月14日日切在10号缝中线,距9月2日日切于9号缝中线间隔19天。

 

11.东11号缝  介于D1号柱与夏至南柱之间。从夯土台芯看出去原本是一个面向东南的迎日门,从观测点经“迎日门”向东看去,又可形成一条宽50厘米的观测缝,编号为11号缝。

(1)       上半年

2005年5月20日阴历四月十三,小满前一天。5:36:29时太阳露头,太阳位于东11号缝内偏北,方位角65°57′50″。

5:37:54日半出,位于11号缝正中,方位角66°09′27″。

5:38:53日切,太阳在东11号缝中心稍偏南,方位角66°28′20″。考虑到黄赤交角变化,春分以后今天日出较四千年前偏南,故判定陶寺文化时期5月20日日切于11号缝中线。距4月26日日切10号缝间隔24天。

(2)         下半年

2004年7月23日阴历六月初七,大暑第二天。5:45时日半出,太阳在11号缝内中线偏北,方位角65°54′15″。

5:46时日切,太阳位于11号缝中线略偏南,方位角66°08′49″。

我们判定,7月23日日切11号缝中线。距8月14日日切10号缝中线间隔22天。

 

12.东12号缝    介于第二层台基上的夏至南、北柱之间。

2004年6月21日阴历五月初四,夏至。5:28:38时日始出,在缝里可以看到一半,太阳左半部在东12号缝内南边,视中心点在东南角,但是测得方向角59°52′15.7″,位于缝中线略偏北,方位角数据与实际观测天象不符,角度测量有误。据12号缝东南角方位角校正,此时太阳方位角当为61°15′45.7″。

5:30:15日半出,太阳一半在夏至南柱内,在缝里可以看到一半,方位角61°19′18.3″,角度与观测实际天象相符。

5:31:28日切,太阳全在夏至南柱内,左缘与东12号缝南壁相切,在缝中完全看不到,方位角61°55′42.7″,角度与实际天象相符。

日半出时方向角偏于中线以南58′23.6″。黄赤交角变化导致今天日出位置较四千年前南偏,故四千年前6月21日日半出在12号缝中线,是陶寺文化时期太阳走到最北点,为陶寺夏至[⑦]。与今天日子相同。

 

三、初步结论与存在问题

 

    综上所述,陶寺观象台总计12道观测缝,从观测点可观测到冬至—夏至—冬至一个太阳回归年的20个时节的缝中线日半出或日切。这12道缝中1号缝没有观测日出功能,7号缝居中,为春分、秋分观测缝。7号缝向南间隔5道缝至冬至日半出,向北间隔5道缝至夏至日半出。除2号缝观测冬至、12号缝观测夏至各用一次之外,其余9道缝皆于上半年和下半年各用一次。对于陶寺20个时节中除二分二至以外其余18个时节的意义,笔者拟另具文讨论。

    由于模拟观测始终是由中国社会科学院考古研究所山西队独立完成的,并非专业天文学观测,日出时太阳视中心点不易判断得非常精确,每次测量时罗盘磁北置零方法不甚准确,所以上述模拟观测日出角度不可能十分精确,存在或出现了这样或那样的问题,也许会有几分至十几分的误差,也就是误差1天左右,但是不会严重影响观测结果,至少不会影响大多数结果。

然而,天文观测中有一个常识性的问题就是蒙气差也称大气折射对观测结果的影响。我们现在无法知道陶寺地区的蒙气差对陶寺模拟观测的影响究竟有多大。希望专业人士来科学地解决这一问题。

 

    附记:陶寺天文观测基址IIFJT1实地模拟观测由何驽组织,冯九生、何驽、张管狮、张苏萍参加,何驽、冯九生照相、录像,冯九生绘图和测量,陈美东、武家璧、石云理等先生提出过重要建议和意见。观测缝中线方位角由北京洽恒科技有限公司精确测量。中国科学院交叉学科创新项目“山西陶寺古观象台遗迹研究”课题提供测量经费。

 

                                                                              执笔者:何驽

 

 

(原载于北京大学震旦古代文明研究中心编《古代文明研究通讯》总29期,2006年6月。作者有所改动。)

 

 

注释:

 

*本项目为国家科技部重点项目“中华文明探源工程”第一阶段“公元前2500~公元前1500年中原地区文明形成与早期发展”之“重点聚落陶寺遗址专题”,本次发掘得到中国科学院知识创新工程重要交叉方向项目的“山西陶寺古观象台遗迹研究”课题(KACX2-SW-01)的资金支持。

[①] 中国社会科学院考古研究所山西队、山西省考古研究所、临汾市文物局:《山西襄汾陶寺中期城址大型建筑IIFJT1基址发掘简报》,《考古》2007年4期。

[②] 何驽:《山西襄汾陶寺城址祭祀区大型建筑基址2003年发掘简报》,《考古》2004年7期,页23。

[③] 何驽:《陶寺中期小城内大型建筑IIFJT1发掘心路历程杂谈》,《新世纪的中国考古学——王仲殊先生八十华诞纪念文集》,中国社会新开业考古研究所编著,文物科学出版社,2005年。页228。

[④] 尽管冬至一词出现于周代,夏商时期称“日南至”,为了论述方便以及使读者更易理解,故仍使用冬至一词。

[⑤] 史前时期没有春分叫法,可能称为“仲春”,特征是上半年日夜等分。但是为了便于读者理解和行文方便,本文仍使用“春分”一词。

[⑥] 史前时期没有秋分叫法,可能称为“仲秋”,特征是下半年日夜等分。但是为了便于读者理解和行文方便,本文仍使用“秋分”一词。

[⑦]史前时期没有夏至叫法,可能称为“日北至”,特征是日出点走到一年中的最北点。但是为了便于读者理解和行文方便,本文仍使用“夏至”一词。

 

 

 

 

(责任编辑:高丹)

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