立竿见影的科学原理是什么

夜观繁星,是一件浪漫的事。沙漠、雪山、草原都是观星爱好者们的首选。

然而,往前追溯千年,古时的文人墨客心中也有一个推崇备至的观星圣地,那就是——位于登封告成镇的观星台。

【漫话观星台】立竿见影的来历

2019年5月8日,第十一届全国少数民族传统体育运动会的火种也将在观星台点燃。

这里到底有着怎样的奇特之处?

我们请到了多年研究观星台历史、曾起草观星台申遗文件的登封史志办主任吕红军,为我们揭开观星台的神秘面纱。

今天推出第一篇《立竿见影的来历》

【漫话观星台】立竿见影的来历

3000年前,周武王灭商之后,一个中国历史上统治时期最长的朝代周朝就此建立。对于一个稳固的王朝来说,政治和军事问题最为重要。

当时,中原地区分为华夏部落和东夷部落,他们认为周人是西戎部落。一个小小的西戎部落怎能统治泱泱华夏?当时的人们认为这不合规矩。所以周朝就在“天地之中”嵩山,举行了一场祭天大典,宣告他们源自华夏(汉)民族,确保能够名正言顺的治理国家。

【漫话观星台】立竿见影的来历

这在西周初期著名的青铜器天亡簋上都有记载。

【漫话观星台】立竿见影的来历

周人的都城镐京(陕西宝鸡附近)地处偏僻,交通不便,行军打仗基本靠步行。别看现在坐着高铁两个小时就能到,当时却要步行一个月之久。

这也就意味着,如果发生战乱,局面可能难以迅速控制,容易贻误战机。何况当时殷商王朝的旧部还在中原一带频繁活动,意图挑起战争。

迁都刻不容缓。

但这里面学问可大了。将都城定在何处?如何说服镐京的群臣迁都?

很快,一种“定天宝、倚天室”的说法广为流传,认为国都要建立在天室山附近,也就是如今的太室山。此外,当时的宇宙观是“天圆地方”,我们脚踩的大地是一个边长为三万米的正方形。在古人心中,在大地中心建都必然最为稳固。

【漫话观星台】立竿见影的来历

在没有卫星地图的周朝,如何寻找这一中心点呢?我们的主人公——赫赫有名的周公姬旦,在天文地理上颇有建树。

他想到了“立竿见影”的方法。

【漫话观星台】立竿见影的来历

人们研究天文的起源很早,在长期的生产斗争和生活经验里已经注意到日影的长短和寒暑变化有关,为了准确地测量寒来暑往的季节变化,就产生了立竿见影的方法。

【漫话观星台】立竿见影的来历

△周公测景(影)台

中国最早的天文观测仪器是叫“圭表”,而最早装置圭表的观测台是西周初年在阳城建立的周公测景(影)台。

圭表测影

“圭”就是放在地面上的土堆,“表”就是直立于圭的杆子,太阳光照射在“表”上,便在“圭”上成影。

到了周代,使用圭表有了规范,杆子(表)规定为八尺长。

据说周公测量时,先是用土堆起台子,然后又用同一长度5根木杆,分别立在五个观测站,木杆的长度就是人身的平均高度(八尺)。

【漫话观星台】立竿见影的来历

用圭表测量太阳照射在竹竿上的影长,可以判断季节的变化,也能用于丈量土地。后来“诸侯受封土地的疆界”,也是周公用这个法子确定的。

同一日子内,南北两地的日影长短倘使差一寸,它们的距离就相差一千里,所谓“影差一寸,地差一尺”。周公认为,边长为三万米的正方形,水平线上最偏僻地方的影长应是三尺,地中的影长则为一尺五寸。通过这种方式,周公找到了“地心”阳城,也就是今天的登封告成镇。

【漫话观星台】立竿见影的来历

《周礼》中载有“日至之景,尺有五寸”的记载,意思是在天地的中心——河南省登封市告成村夏至那天的中午,八尺表的影台影长,刚好是一尺五寸。

【漫话观星台】立竿见影的来历

不过,考虑到阳城多丘陵、少大河,周朝最终选择在太室山下的洛阳定都。

“中国”二字的由来

吕红军说,“中国”这个词第一次出现在周朝。1963年,宝鸡发现了一个周朝青铜器何尊。上面记载着,“宅兹中国,自兹乂民”,意思是我要住在天下的中央地区。在古代,“国”的本意指城、邦,并非国家;“中国”原意为中央之城或中央之邦,也就是说,中国就是“天地之中”国家的简称。

这或许也是河南人爱说中的原因吧~

【漫话观星台】立竿见影的来历

定都之后,周朝开始发展经济。在农耕文明时代,农业发展离不了天文知识的指导,历法应运而生。而位于“天地之中”的观星台无疑是制定历法最好的位置。

周公是如何利用“立竿见影”的方法制定出太阳历法和二十四节气的雏形呢?我们下期见~

策划:葛向阳 张红雨

统筹:刘芳 赵克

讲述人:吕红军

【漫话观星台】立竿见影的来历

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