1、甘桑测量  

 

　　2014年6月23日上午参观平果县博物馆之后，我们团队的何驽、徐凤先、叶晓红，在地方考古部门的大力配合下，用全站仪对平果县甘桑遗址周围的山峰进行了测量，目的是研究遗址的天文环境，特别是二至日的日落点。

 

　　甘桑遗址坐落在一个山间平原中。环绕在近处的山脉分为两部分：从北偏西-正北-正东-正南-南偏西为连续的环山，有山峰山谷的起伏，我们将其最西南端的山峰编为01号。西面为一座孤山，只有一个山峰，我们将其编为02号。01和02号山峰之间形成一个较大的山口，方向为西偏南，山口外远处有一系列低山，可辨别出26个明显的山头，我们将其自南向北编为1-26号（图1，图2）。孤立的山峰与环山之间还形成另一个较小的山口，方向为西偏北，山口外稍远处有一座独立的山峰。

 

　　在山间平原内接近东边的位置，有一块显系流水作用形成的形似椅子靠背的石头。从这点向西偏南的山口望去，大约不足10米的位置有一块孤立在平地上的巨石。高思澜博士认为椅子石是古人的天文观测点，孤立巨石是冬至日落点，02号山峰是夏至日落点。

 

图1 西偏南山口  

图2  02号山峰与巨石 

 

　　我们的测量以“椅子石”为基点，测量的对象包括西偏南山口外的一系列远山，西偏南山口南侧的山峰（即01号）和北侧的山峰（即02号），最接近正北方向的山峰和最接近正南方向的山峰，以及西偏北山口外的山峰。西偏南山口外远山的26个山头中的21-25号在全站仪视场中被近处巨石遮挡，无法测量。这样，总计测量了26个点。测量了其中每一个目标点的方位角和高度角。

 

　　用手持GPS测得观测点的地理坐标为：N23°21'58.33"，E107°30'54.33"。26个点的测量结果如下表1。

表1  甘桑测量结果

 

　　2、测量结果分析 

 

　　用Skymap 软件对夏至和冬至的日落方位角进行初步计算。因为有山峰，所以要考虑高度角。

 

　　磁偏角是另外一个需考虑的问题。本地磁偏角大约2°。用全站仪测量的结果必然包含磁偏角。因此下面初步计算的结果也包含磁偏角。

 

　　黄赤交角的长期变化会影响到一个地点不同季节的日出日落方位。铜器时代的黄赤交角较现在约大30′，需要考虑在内。为此我计算了2014年和公元前1600年两个年份。

 

　　02号山峰是高思澜博士认为的夏至日落山峰，我们测得其方位角281°03'03"，高度角11°13'45"。为了检验此山峰是否真为夏至日落点，我用Skymap软件寻找公元2014年夏至（6月21日）和公元前1600年夏至（7月7日）日太阳高度角在11°13'45"左右时，太阳的方位角是多少。同时也计算了假如没有山峰的地平日落方位角。得到的结果如表2和表3。

 

　　02号山峰的方位角为281°03'03"，将之与2014年的290°52' 48"和公元前1600年的291°21' 55"进行比较，可知即使考虑到2°的磁偏角，02号山峰也与日落点相去甚远。西北方山口外的山峰方位角是310°38'38"，高度角5°03'50"，已较日落方位偏北。所以夏至日落应该在西边孤山的北坡上到山口间。

 

　　对冬至点进行同样的计算。冬至日落点在西南山口外的远山上，这列山的高度一般在2°-3°之间，只有18号山峰超过了3°，达到3°06'10"。因此分别计算高度角为2°和3°两种情况下太阳的方位角。结果见表4和表5。

 

　　20号测点的数据是242°24'01"，2°48'44"，很接近冬至日落点。21-25号测点被巨石北部高起的顶部遮挡，20号测点在巨石偏低的南部之外，没有被遮挡。因此冬至日落确实在巨石的方位。

 

　　但是我仍然不同意巨石可用作古人的冬至点。因为第一，巨石没有人工痕迹，是一块非常粗糙的岩石。第二，巨石距所谓观测点的椅子石太近，视差会严重影响观测结果，使之不适合作为观测背景。实际上21-25号测点在全站仪视野中被巨石遮挡，只是因为全站仪架设得略低，正常人只要站直，就能够看到21-25号测点。而另一方面，巨石在自然状态下长满草木时，会遮挡远处一系列的山峰（图3）。巨石上的草木是22号我们考察时临时砍掉的，我们23号测量时巨石上已没有草木。

 

图3 长满植物的巨石    

 

　　这样一个上面的草木都会严重影响观测结果的石头不可能作为古代观测背景。

 

　　3、进一步讨论

 

　　为什么在甘桑、那豆、布逢3个地点，我们只选择测量甘桑？因为延伸性的自然物本身以及两个物体之间的联线必然指向某个方位，要确定古人曾利用过某一指向进行天文观测，首先要确定附近有重要的考古遗址，而在上述3个地点中，只有甘桑有明确的早期考古遗址。

 

　　2009年和2012年我们曾对中国十几个新石器时代重要的考古学遗址的天文环境进行考察测量，尝试寻找遗址周围重要季节日出日落的地点。中国传统的确定季节的方法是圭表测影。在圭表测影之前经历过很长一段观测日出日落方位定季节的阶段，《山海经》等文献中对此有记载。陶寺观象台正是这一阶段发展的顶峰，用人工建造的观测缝与自然的山峰相结合。我们所选择的遗址都是其考古学文化已有深入研究，并且遗址本身具有重要意义、特别是宗教意义的地点，例如，红山文化的东山嘴遗址和良渚文化的汇观山遗址等。

 

　　延展性的自然物到处都有，两个点的连线可以朝向任何方向。对于没有重要考古学遗址的地点，某个自然线性物体或者某两个自然物体的连线即使指向某特殊天文方向，也无需对其指向线进行天文考古学研究。我更不主张因为某一地点的自然物体指向特殊天文方向，就对该地点进行考古学发掘研究。即使有人为迹象，也要注意年代。

　　(作者单位：中国科学院自然科学史研究所 )