中国河南告成观星台 - 基本简介

中国河南告成观星台 - 历史沿革

中国河南告成观星台 - 建筑结构

中国河南告成观星台 - 测影方法

中国河南告成观星台 - 发展现状

中国河南告成观星台 - 基本简介

中国河南告成观星台是中国现存最为古老的天文台。大约始建于1276年，创建者是元代著名天文学家郭守敬。

观星台座落于河南省登封城东南15公里的告成镇北，是中国国务院公布的第一批全国重点文物保护单位。告城即古阳城，历史上阳城曾被人们看作是天下的中心。相传西周的大政治家周公为营建洛邑，曾来到阳城测验日影。今观星台南20米处，尚保留有唐开元十一年（公元723年）由天文官南宫说刻立的“周公测景台”石表一座，其制与《周礼》所记土圭测景之说相符。今观星台前后，尚保存有照壁、大门、周公祠等文物。

观星台高12.6米，底部有一面带有雕刻的矮墙，帮助天文学家观测日影的长度。告成观星台的技术领先欧洲三百年。台北面设两个对称的梯道口，梯道的边沿筑围栏一周，顺砖砌壁，红石压顶并造60级石阶，可盘旋登临台顶。

中国河南告成观星台 - 历史沿革

观星台建于元代至元年间(公元1276--1279年)，距今已有730多年的历史，是中国现存最古老的天文台，也是世界上现存较早的观测天象建筑之一。

元世祖忽必烈统一中以后，为恢复生产，命令太史令王恂等进行历法改革并建造多处观星台。经过许衡、王恂、郭守敬、杨恭懿等人的辛勤观测推算，终于在公元1281年实行了当时世界上最先进的历法－－《授时历》。

此历求得的回归年周期365.2425日，合365天5时49分12秒，与今世界上许多国家使用的阳历（格里高里历）一秒也不差，但格历是1582年由罗马教皇格里高里历改革的历法，比《授时历》晚300年。如与现代科学推算的回归年周期相比，仅差26秒。

中国河南告成观星台 - 建筑结构

中国河南告成观星台由台身与石圭、表槽组成。台身上小下大，形似覆斗。台面呈方形，用水磨砖砌造。台高9.46米，连台顶小屋通高12.62米。台下边宽16米多，上边约为下边之半。在台身北面，设有两个对称的出入口，筑有砖石踏道和梯栏，盘旋簇拥台体，使整个建筑布局显得庄严巍峨。台顶各边有明显收缩，并砌有矮墙（女儿墙），台顶两端小屋中间，由台底到台顶，有凹槽的“高表”。在凹槽正北是三十六块青石平铺的石圭（俗称量天尺）。石圭通长31.19米。观星台的建立反映了当时我国天文科学的巨大成就。 测影台在登封县城东南十五公里的告城镇北，建于唐开元十一年（公元723年）。测影台又名“周公测景台”。台用青石制作，分台座和石柱两部分：台座上大下小，呈梯形锥体，四边稍有偏斜，各边宽窄不等。石柱为表，台座为圭。

观星台是一座高大的青砖石结构建筑，由台身和量天尺组成，台身形状是覆斗状，其作用是 “昼参日影，夜观极星，以正朝夕”。观星台不仅保存了中国古代圭表测影的实物，也是自周公土圭测影以来测影技术发展的高峰，它反映了我国天文科学发展的卓越成就，对于研究中国天文史和建筑史都具有很高的价值。各种天文仪器：沈括浮漏，正方案，仰仪，景符，日晷，观星台现为对外开放的文物旅游景点。

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。

中国河南告成观星台 - 测影方法

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。

中国河南告成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。

中国河南告成观星台 - 发展现状

中国河南告成观星台在历史上，观星台屡遭破坏。元代以后，几经修葺。明初，在台前建立了周公祠；嘉靖年间对台体与石圭进行较大规模的整修。清代对周公祠等建筑进行维修。1961年列入国家重点文物保护单位后，1975年国家拨专款进行复修，并找到了早已散失的量天尺圭石，恢复了量天尺的三十六方圭石原貌，其长度达到31. 96米。与《元史》所载的石圭长128尺接近。重建了围墙，美化了周围环境，种植了花草树木。观星台已对外开放，每月有不少国内外学术界及广大游客到此参观。