在郭守敬“办公室”对面,看古人怎么观象授时?
还记得探馆小分队盛夏时节去中国气象局留下未完待续的“故事”吗?
“1912年,中国自办的第一个气象台——中央观象台成立,高鲁为台长,台址就设在赫赫有名的北京古观象台。”
位于北京东二环建国门地铁站旁的古观象台(下文简称古台),一直隐于市中,很多人经常“走过,路过,时时错过”。
最吸睛的就是台上台下不明觉厉的各种古仪——

台上挨着黄道经纬仪的天体仪——清代第一批也是南怀仁制六仪之一。(照片除署名外,均为李牧鸣摄)

台上西南角的象限仪——南怀仁制六仪之一。
让我们一起,听北京天文馆的讲解员细细道来——
为什么是天文馆的小姐姐带着参观?
我们之前也讲过,“中国古代天文学研究主要目的就是‘观象、授时’,北京古观象台在明清两代作为官方天文台,正是发挥这两大作用”。
公元1442年建成投用的古台,在工作了487年后“荣退”。先于1929年改名国立天文陈列馆,成为中国第一座天文博物馆;后于1955年划归北京天文馆,次年以“北京古代天文仪器陈列馆”的名称对外开放。(1955年10月动工建设的北京天文馆“本馆”1957年才正式开放)
1959年-1983年,北京古代天文仪器陈列馆因种种原因闭馆25年。在1967年修地铁时,还差点被拆迁,周恩来总理得知后批示“观象台不能拆,绕道施工”,才使古台血脉不断。
1983年4月,这里终于重新开放,更名为“北京古观象台”,我们今日才得以继续登台,站在古人的脚印上,触摸历史。
古台最重要的莫过于古仪,现在上八下二,一共十件。
“兄弟”十个,渡尽劫波,个个命运多舛。如今,安放在台上的八件是清代制造、当年一直担负观测任务的原装古仪。台下南侧院子里多数人认识的浑仪和简仪是现代复制版,明代制原件现存南京紫金山天文台,而紫金山的两仪又是复制元代郭守敬版。
这到底是怎么回事,先从头说起:
浑仪是我国古代天文观测的主要仪器,大约在公元前4世纪至公元前1世纪之间,随着浑天说创立而问世。没错,就是东汉天文学家张衡使之系统化的“浑天说”。但在张衡之前,应该就有浑仪了。战国时《石氏星经》记载的恒星就有以“度”为单位表述的赤道坐标,这些精度靠肉眼直观是不可能的。
浑仪在后世经过了几次重大改良。最大胆又最优化的改良就是郭守敬的“化简”版——简仪。
简仪不仅仅是化繁为简这么简单,除了解决浑仪环环相套容易造成的观测遮挡,它的赤道装置和地平装置,分别是近代大型望远镜赤道仪和地平经纬仪的原型;“窥管”两端的十字丝,是后世望远镜中十字丝的鼻祖,而这一切诞生于700多年前!
郭守敬“原创首发”的简仪,为什么和他监制的浑仪一块去了紫金山?而且还变成“明制”?

紫金山天文台的明制浑仪

紫金山天文台的明制简仪
1368年,徐达攻克元大都,随后将元代天文台的所有仪器运往南京,其中就包括郭守敬造的浑仪和简仪。不过,朱元璋并没有预知未来般把仪器放在紫金山,洪武年间建的观星台在鸡鸣山(今北极阁,又名鸡笼山、钦天山)。
对于天文爱好者来说,是不是去南京又多了一个打卡点?
1421年,朱棣迁都北京,南京成了留都,原有的钦天监机构保留,仪器也留用。而北京的钦天监在14年内几乎无仪器可用,只能在齐化门(今朝阳门)的城墙上用肉眼直接观测。
明英宗正统二年(1437年),北京的钦天监派人去南京,按照郭守敬浑仪、简仪的尺寸复制了一套木质模型运回北京,校验后用铜料重新铸造。
正统七年(1442年),浑仪、简仪铸造完成,安放在同年落成的观星台上(清改名为“观象台”,即今天的古观象台)。
没想到,这两架持续工作了487年的古仪,短短两年后就无法再安享“退休”生活。九一八后,在抗日战争的烽火中,作为国宝和故宫文物一样开始南迁,台上的八个“小弟”因为搬运困难,只能留下。
明制浑仪、简仪,就此客居紫金山至今。古台院内摆放了两架现代仿制版,和台上原件交相辉映。
那明初搬去南京的元代浑仪、简仪去哪儿了?
其实早在康熙七年(1668年),郭守敬造的浑仪、简仪就从南京运回北京,被安装在修葺一新的观象台上。但在它们回京的第四年,南怀仁按着第谷设计而建造的六架西洋仪器完工(现在古台上的赤道经纬仪、纪限仪、地平经仪、黄道经纬仪、天体仪和象限仪)。
原来在台上的中国传统天文仪器均被移到台下,其中包括郭守敬浑仪、简仪的原件和明代复制件。
但令人心疼的是,这个仪器的原料竟是熔毁台下堆放的浑仪、简仪而来。当有人想起奏请保护时,仅剩下了明制浑仪、简仪和浑天象。
没过几十年,乾隆三十六年(1771年),为了铸造宁寿宫前的一对铜狮,浑天象又被当作铜料熔化。
大家再去逛故宫乾隆花园时,可以多看看那对狮子,透过斑驳的鎏金,能否想起曾经的古仪。
多说几句:浑天象不是观测工具,而是类似现在天球仪般的演示工具,我们在古台见到具有同样功能的有台上的天体仪和台下按文献介绍复制的玲珑仪。
有很多人习惯把这类仪器(包括浑仪)顺口都称作浑天仪,也不算是口误和不严谨。我国确实存在测量与演示合体仪器,早期就叫浑天仪。后来功能慢慢细分,但名称混用也常见。毕竟,这类仪器来源于“浑天说”。
刚才先讲了浑仪简仪的“南渡北归”。留在下面解读的,正是他俩和台上八个“小弟”共同经历的“灵台劫难”。
1900年,八国联军中的德法两国军队抢占古台并瓜分了台上台下十件仪器。
法国搬走了明制简仪等五件仪器,运送到东交民巷的法国使馆,后迫于压力于1902年归还。
德国抢走的明制浑仪等五件,在1901年德军撤离北京时运回德国,安放在波茨坦离宫。
一战结束后,根据凡尔赛和约,我国终于收回这批天文仪器。
2022年,北京天文馆在古观象台建台580周年、中国天文学会成立100周年之际,曾以这段历史编排了一部科普剧《凝望苍穹——天文国宝 百年纪实》。当时在古台院中的紫微殿前演出时,在场的一些老天文学家忍不住潸然泪下。
重温历史,扼腕之余,更是启智。
紫微殿里,悬着乾隆御笔 “观象授时”。这四个字承载着中国古代天文学的两大使命。“观象”指通过仰望星象来解读天意;“授时”则是指通过制定历法来指导农时。在这里,中国古代天文学从来不只是科学,更是“天人感应”的哲学思辨和“君权神授”的礼制象征。
而在宣武门的天主堂内,顺治御碑上刻着“通微教师”的封号,那是赐给西洋传教士汤若望的荣誉。御赐堂额“通微佳境”四字,私揣“通微”既指上帝幽微的旨意,也暗喻自然精妙的规律。在这里,汤若望代表的西方天文学,揭示了另一种不同的理念——仰望星空不为揣度天意,而是要探寻宇宙法则。
古台里,目光所及之处,中国传统以赤道为坐标的浑仪和西洋传教士带来的以黄道为坐标的经纬仪共处,犹如东西方天文智慧正在进行一场跨越时空的对话。
不同的宇宙观看似对立,却在历史长河中不知不觉悄然交融。今日的天文学家们仍会借助赤道坐标定位遥远的星系,也会依靠黄道坐标来描述行星运行的轨迹。
那些曾被不同文明用不同方式破译的星空密码,最终在现代天文学中绘成同一幅星图。或许真正的科学精神,正是如此:在文明的交汇处,我们终将看见同一片星空,亘古星辰循迹而行,无问东西,不论古今。
本文开头所说的郭守敬“办公室”,就是当年的元大都司天台,正位于北京古观象台一路之隔的现中国社科院所在地。
站在古台上,特别想隔着空间与时间,向长安街对面的郭老深深一揖以示崇敬之心。他制定的授时历,把一回归年精确计算到365.2425日,和地球绕太阳公转一周的实际时间,仅差25.92秒。
来源:新华每日电讯微信(作者:李牧鸣 李佳 整理:周子易 刘晶瑶)
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