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1、考古2006年第1 1期O学术动态山西襄汾陶寺城址 天文观测遗迹功能讨论民勇巍玉王李王江晓原 席泽宗周晓陆陈晓中 殷玮璋 任式楠伊世同 刘次沉赵瑞民孙小淳 陈美东 武家璧李东生 徐凤仙 张培瑜关键词:山西陶寺城址天文观测遗迹学术讨论KEYWOSDR:ShanxiTaosieity一sitevestigeosfastrnoomleobesrvationaaedemiedi、eus s一onABSRTACT:Thaerehaeologiaelexaaevtinoofthemainbodyofthelarge一siezdpeeuliarsteruteru(1IFJTI)inthemild de一ph
2、aesleers scityoftheTaosicity一siteirlXiangfen,Shanxl,wa sfinishedInthespr ingof2 00 5,andstage一ma rkingae e omplish mentshavebe e ngalned fr omtheon一rhe一spotsimulatedas-tron omieobs e rvationlastingforaye a randahal f. On22一24()etobe r20 05,the“Sympo slumfortheArguznenroftheFunet一ona ndSeientifieSign
3、lfie ane eoftheLa rge一sizedPeeulia rSrru etur eonrheTaosiCity一s lte”washeldInBeijing.Thea stron ome r sat tendingthen reetingaf firn redthestrueturetohavebee nananeienta str onomieobse rvatorya nddis e u s sedhowithadfunetion ed.Furthermor e,a reha e ologistsdweltwiththear eha e ologie alsignifiea n
4、 e eofthedls eovery.Theybelie vedthattherevelationoftheruinedTa o sia str on omieobservatory15asue e e ssfulexampleof multidis eiplina ryeoope ration.2005年春季,中国社会科学 院考古研究所山西 队与山西 省考古研究所和临汾市文物局合作,基本完成了山西襄汾陶寺城址中期小城内 的大型特殊建筑1 1F JT I主体的考古发掘。山西 队为 了验证关于该建筑天文观测 功能的推测,自2 0 0 3年1 2月 2 1日冬至至2 0 0 5年9月24日秋分进
5、行了一年半的实地模拟观测,也取 得了阶段性的结果。中国社会科学 院考古研究所于200 5年1 0月22一 24日举行了“陶寺城址大型特殊建筑功能及科学 意义论证会”。会议期间,有1 0位天文学家前往陶寺城址实地考察该特殊建筑,并在现场展 开讨论。2 4日在北京正式召开 的论证会由中国社会科学院考古研第H期究所王巍所长主持。中国社会科学院考古研究所山西 队队 长何弩研究 员介绍了陶寺天文观测遗迹 发掘的基本情况 和 实地模拟 观测 的初步结果。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、西安美术学院中国艺术与考古研究所等单
6、位的 1 3位天文学家到会参加讨论,南京紫金山天文台的 张培瑜先生 提交了书 面发言,国家天文台的中国科学院院士王 缓馆先生 在 书 面发言中对陶寺天 文观测 遗 迹 的 重要意义 给予 了高度肯定。来 自中国社会科学院考古研究所、山西省考古研究所、山西省博物院、山西大学 历史文化学院历史系考古81(总l )4 1)专业的6位考古学家出席会议,中国科学院研究生院科技考古系的王昌隧先生、山西省博物院院长石金鸣先生等,就陶寺天文观测遗迹的 发现对考古学和科技考古的重要意义做了发言。中共山西省委常委、省委 宣传部部长 申维辰同志也到会发言。本文所发表的专家发言基本上按照论证会的发言顺序进行编排。江晓
7、原(上海交通大学人文学院院长、科学史系教授)近来报刊、媒体披露了陶寺遗址发现 天被别的假想的观测点所困扰了。文遗迹 的消息,通 过实地考察,我有了比较这种进一步的天文学观测,还将因陶寺深刻 的 印象,使人联 想到英国 的“巨石阵”城址的 历 史 背景而 呈 现 出 更为重 要 的 意(s to nh ee nge)。在国际 学术界,巨石阵几乎义。陶寺城址和史籍中“尧都平阳”的记载正已经成为一个约定俗成的术语,用来指称那相吻合,城址巨大的面积和格局也 在提示人些被认为可能有天文学意义的、通常是环形们,也许这里真的就是帝尧当年 的都城。而的史前建筑遗迹。其中最著名的是矗立在英且,在 (史记五帝本纪
8、、尚书尧典等格兰西南部索尔兹伯里旷野上 的史前巨石史籍中,都记载着帝尧和天 文 学的特殊关阵。但是,类似索尔兹伯里 的巨石阵遗址都系。将这些和1 1F JTI基址中的“巨石阵”联有一个共同的 问题,即在遗址中通常没有一系起来,那将是 一幅令人心驰神往 的 历史画个被明确标识的观测点。对于确认此类遗址卷。的天文 学意 义来说,这是一 个非常严重的缺关于1 1F JTI基址未来的天 文学观测,陷。因 为观 测点 的选择直接影 响到观测 的结我建议:( l )应将柱列地表部分按 照夯 土位果,而没有明确标识的观测点,今人就无法置复原,在此基础 上进行观测;( 2 )观测 应以确切知道 当时人们是站在
9、哪 里进行观测周年为期持续进行;(3 )将观测对象从太阳的。这就使得那 些在遗址中探寻 天文学意义扩展到 月亮和明亮恒星,也可以考虑五大行的人,不得 不假设各种各样不同的观测点星。这样的 天文学观测,很可能会发现更多而每一个假设的观测点都会对应一 整套观的与柱列对应的特殊天象,也能更全面、深测结果。人地揭示n一 F JT I基址的天文学意义。更重陶寺城址 的nF JT I基址的发现,不仅要的是,这还 可能会对揭示世界上别处巨石改变了以往 中 国从未发现这类遗迹的 历史,阵遗址的天 文学意 义作出中国 人特殊 的 贡而且在遗迹中,竟发现了一个有 明确标识 的献。因为我们应该 注意到 这样一 个事
10、实:1 1观测点。有了它,陶寺城址 的1 1F JTI基址F JTI基址与索尔兹伯里巨石阵的年代几乎就具有了超乎欧洲诸巨石 阵遗址的科学 价栩同。在距今如此遥远 的年代,在相隔如此-值,有了独特的优越点。现在可以首先立足遥 远 的地 方,竟有如此 异曲 同工 的史前建于这个点进行进一步的天文学观测,而不 必筑,着实 耐人寻味陈晓中( 北京天文馆研究员)中国社会科学 院考古研究 所、山西省考古研究所等单位的考古学家,联合在山西 襄汾 陶 寺城 址 发 掘 的占观测遗迹,是有合理成份的。我 根据已经 发表的资料做了初步 的计算,有以下认识。1.从布局 示意 图看,冬至到春秋分角度为3 6,春秋分到
11、夏 至 为 3 5.5,有合理成份。2.关于日出的地平位置 角。太 阳(包括月亮 和星 辰)出地平 面 的瞬间,与 当地正东,8 2(总1042)考古的 角度A,即地平位置角,由公式“S讯A=sin。/ co s甲”规定。a。为太阳赤道纬度,甲为当地纬度。据武家璧先生的计算结果,距今4050年前的太阳赤道 纬 度 是“235557.05 2, ,=2 3。.933,:而陶寺的地理纬度是“3505255,8, ,=350.882”。Sin2 3O.93 3=0.405 67,Cos3 5“.8 8 2=0.8 1022;S inA=0.5 0 0 6 8,A=3 0.04冬至 时,太阳赤 纬一2
12、 30.93 3,地平位置角为东向南30.0; 4夏至 时,太阳的赤纬十2 30.9 33,地平位置角为东偏北30.04。冬至到夏至 的地平位置角为“2x3 0o.0 4”。与陶寺这个遗迹观测夏至 到冬至扇形中心角大致相合。因此,观象台不一定是完整 的 圆,半圆就可以,能观测到冬至 到夏至 的扇形就足够了。3.从示 意 图上 可以看出,观测夯土 柱按弧 形但非等间隔布列。这是 由于太阳运行的平 面相对于地球赤道平面存在黄赤交角,因而每年中有周期性对称起伏变化,所以反映在日出点的 地平位置角成为不等间隔,这样使得观测 的夯土 柱构件也相应为非等间隔。可以说夯土柱的非等间隔是适用 于天 文观测的。
13、由于没有距今40 50年前的太阳历表,只能用当前的太阳历 表数据推算到陶寺当地 的模拟计算。我们试用自2004年冬 至到200 5年春分,按半个月 的太阳赤纬来计算旧出点的位置角”,结果 自2 00 5年l月巧日至3月巧日位置角差数依次为4 0.4、60.3、50.1、80.4。距今405 0年前太阳赤纬比现 在 要大,所 得 到 的A值以及差数也 稍大。应当指出 的是,这只是3个月 的计算结果。如 果计算到全年,可以看到 出现与夯土柱 间隔 相对应 的度数。在后面讨论月亮位置角时,还可进一步显示。4.尧典记载的四中星可借助夯 土柱进行观测。尧典记载:旧中星鸟,以殷仲春;日永星 火,以正仲夏;
14、宵中星虚,以殷仲秋;日短星 晶,以正仲冬。”明确指出通过观测 鸟、火、虚,晶这四星宿在黄昏时正处于南中天 的日子,可定出二分二至,作为划分季节的依据。这里我们来讨论当时对这四星宿刚刚出地平的观测并加以模拟。我们将这四个星宿的现在赤经和赤纬归算到距今4050年前的赤经 和赤纬,以计算它们在陶寺的“地平位置角”。计算公式是:a4 巧 。一a现在=(46 .0 8 5+20“.04 75inatan己)(t4o s。一t现在)乱。 5。一a现 在=2 0”.04 7 Cosa(t4o s 。一t现在)。是赤经,a是赤纬。鸟 宿现在赤经10 4。、赤纬一9 o,而4 050年前赤经8 5.9、赤纬+8
15、.3。大 火现在赤经24 7.6、赤纬一26 0.5,40 50年前赤经185。、赤纬一1 7.7。虚宿现在赤经324、赤纬一3.5,4 050年前赤经2 7 1.5,赤纬一2 1。.5。晶宿现在赤经5 60.5、赤纬+2 4.1,4050年前赤经356.8、赤纬+1 1.8。结果表明,鸟宿出东地平时的地平位置角为东偏北10 0.3,由于 山高,可能在东9号缝观测。大火 出东地平时的地平位置角 为东偏南2 2,可能在东4号缝中观测。虚宿 出东地平时的位置 角为东偏南27.3,可能在3号缝中观测。晶宿出东地平时的位置角为东偏北13 0.9,可能在9号缝中观测。5.存在观测月亮的痕迹。月亮绕地球运
16、行的轨道平面不与黄道平面 重合,而是 有平均为50 9的交角,称为黄白交角。这个交角是有 变化的,最大 可达 到“518=50.3”。当月亮运行到黄道平面以南时,赤纬是“239 33+5。3=2 90.2 33”。这时月亮出现 在陶寺遗址的地平位置角A就是370.1,与冬至日出位置角30.04相差“37.1一30.04=7.0 6”。这也就是说没有日出观测功 能 的东1号缝与月亮最南点的观测有关。同理,当月亮运行到黄道以北时,赤纬是“23.933一5.3=1 5.63 3”。这 时月亮出现 在陶寺的地平位置角A就是23 0.2 3,与第1 1期83(总1043)冬至日出位置角为30 0.0 4相差“3 0.0 4一23 0.2 3=6 0.8 1”。这就意味着东3号缝与月亮最北点的观测有关。月亮在相等的时 间间隔中,每次出地平的地平位置角A也非等间隔,从而证实夯土柱排列的非等间隔,也适用于月亮观测。以2 0 0 5年1月 的月 历表为例,4日至 巧日位置角差数依次为70.5、7
