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地览太室 中极嵩阳——五一嵩山世界地质公园天文活动记

波江文化2019-01-15 14:41:28


过去我们开展了诸多长江以南地质公园的科学、文化教育活动,正值今年五月劳动节期间,组织和随同波江文化社区的学生家长一起从武汉北上郑州,再转登封,一起领略嵩山世界地质公园周边的地质遗迹和文化遗产。

 


现在高铁往返郑州颇为方便,社区部分家长为了避免时间紧有些提前一天赶赴登封,29日抵达郑州东站后,大部队通过预约交通的软件选择抵达,在早上9点40左右出站后,还是顺利于午间抵达。

 

在登封市的城北即是苍老深邃的太室山,东西走向的大街能看到险峻巍峨的少室山,两座山的风格对比还是非常明显的,仿佛大家熟知的泰山和黄山之对比,从人居角度看登封不愧是一座福地。在过去,社会公众对嵩山的第一印象可能是80年代少林寺相关主题的影片和90年代以来广泛传播的金庸武侠剧所体现的少林寺。

从地质科学角度看,嵩山的地质通过嵩阳运动、少林运动、中岳运动来进行推断,它是欧亚上最古老的岩石系,拥有太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代地质岩层,所谓的“五代同堂”,欧亚大陆上最古老的陆地,在看到太室山的时候已经感觉到这种。


而自小学习天文的经历上看,对登封(告成)的周公测景台和郭守敬观星台的期待却更为深刻,随着文化知识的扩展,对嵩山以南的嵩阳书院、嵩岳寺、中岳庙也有了初步认识。终归来看,嵩山周边值得学习和体验的文化经典异常丰富,在人潮涌动的劳动节期间考虑到活动的时效性,我们选择了前往告成的观星台所在的中国天文博物馆、嵩阳书院、嵩山地质博物馆、嵩岳寺和中岳庙。

 

29日下午本计划去嵩阳书院,接到程胜利老师的建议,选择去了告成镇的中国天文博物馆作为学习的首站。从登封市中心赶赴告成大概15分钟左右时间,在进入景区后,能充分感觉到此地所体现的古代阳城所代表的天下之中以及在秦汉时期在中原地区形成的二十四节气的文化遗产。

 


进入中国天文博物馆景区,感觉到周边的绿化还是非常不错。下午的游客倒还不多,遇到橙色衣衫的郑州大学生组织也在这座历史文化深厚的教育基地开展天文科普教育。进景区首先会面对周公测景台,在这座台前我们讲述了台的产生和重造历史、古阳城所在中原地域范围、《周髀算经》、中国古代度量等,同时通过一根金属杆在下午的阳光照射下体现影长来说明测景台的台基。在测景台的周边还有历代很多的碑刻,说明这座台在古代颇受社会重视。



在测景台的背后便是著名的郭守敬观星台,在老武侠影视里也有这座台的掠影。据记载,元世祖忽必烈在1276年统一中华大地的时候,首先考虑了对幅员辽阔的帝国大地进行27个地点的测量,从西伯利亚一直到南海岛礁,河西走廊一直到华东大地。这座天文台相比周公测景台,明显更为宏伟和考究,其原理沿用古代圭表,圭和表分别表示立式的被测物和水平测量的尺。在台顶有阁楼式建筑,中间有一根测量影子的杆,横杆的高度超过汉代传统的8尺,达到40尺(汉尺约23厘米),正午时间,影子会在台下水平的尺上体现出影长。

 

圭表相比传统粗略测量的日晷、星盘等仪器,可能是元代之前中国古代最简约的精密仪器。今天我们能看到台下的测量长度的表,为了保持水平,今天我们设计了用水槽,能够保持整个测量的表处于大地水准面上,确保了精度。相比传统圭表,郭守敬除了将测量的高杆加到了4丈,最大创新就是就是顶部加了有细孔的景符(下图圭上部附件),考虑到仪器的保护性,我们的天文台上没有体现出景符,或许我们后面可以考虑做这方面扩充。



景符的精巧发明,避免了在天空有实际视角大小的太阳照射所产生的虚影,难以辨识太阳的真实方位,实际对太阳的真实方位测量,我们要考虑以太阳的中心为高度计算点。

 

在观星台下,我们可以看到郭守敬另一件最有代表性的科学仪器——仰仪。仰仪上也沿用了类似景符上有空的设计,一块玑板来表现,透过玑板上的孔体现了反天球的球面投影概念,地平一下的球面上面有天赤道、子午线、北极点、纬度圈和南北回归线概念,仰仪上的刻度能大致体现一年四季的日照时辰。从这件仪器上看到元帝国时期东方和阿拉伯科学技术的传播和融合,在科学发展上开放性的文化交流对于社会发展是必要的。


台下与仰仪相对的是郭守敬另一件科学仪器正方案,这是一件方圆结合的仪器,远看仿佛一个围棋棋盘,仔细看发现像飞镖盘,正方案上能够通过盘心(圆心)量度太阳的高度值变化,情况来体现大地上的正东、正南北和正西情况,恰逢五一期间16:50左右时间,我放置标的物于案中心,发现影子落在正西的位置(影子指东方),而后影子逐步偏南。


整个天文博物馆的内容还是颇为丰富的,只感觉下午的时间过得很快,如果有更多的时间很希望能仔细看看台后的石碑上的刻文,更深入了解这座天文台。在活动中充分感受到郑州的大学生对科学知识的热度,不少体现一路随行,希望能够在后续的活动中能够以这座基地带动当前青少年认知中国古代天文知识和文化,同时能够设计出穿越时空、展望未来的活动来加强公众的保护和参与意识。

回想起程胜利老师说嵩山一天一地(天文台、地质公园)、一文一武(嵩阳书院、少林寺)的旅游文化内涵颇深,的确光是走访自身较为熟悉的天文环节的景点都非常深刻,而后的两天,我们分别走访了嵩阳书院、嵩岳寺塔、中岳庙,短时间学习了北朝和盛唐时期的石刻,宋代理学的发源地,中国现存最早的砖塔和影响明清皇城结构的建筑群。



回观过去,我们曾组织学生在国内其他最著名的的古天文台和现代天文台学习,这种的活动不失为一种带动青少年深化课本学习的一种素质培养方式的尝试。从学生反馈的普遍情况看,能带动学生了解过去,学习和掌握传统数学和自然科学发展,了解古代社会和生产生活方式,同时能够结合当前的大科学,体会科学技术的前沿应用,在活动之后会将思维回归到书本知识的回顾上。在这种环境氛围下,再小的学生和平日再繁劳的家长都情不自禁认真通过作业形式去对待这些历史文化深厚的遗存物。



回顾这一路上我们的活动正好应着苏辙嵩山十二首诗里写景最著名的登封坛


登封坛

登封事已遥,大碑摧风雨。

灵坛久销秃,古木中梁柱。

峰峦至此尽,苍石无寸土。

俯视万仞高,悲辛但狂顾。


本次活动撇开少林景区,发现嵩阳-中岳景区的文化之旅就已经让3天时间显得非常紧凑,地质方面的探索和学习还没有进入序曲,感谢随行家庭的一路相随,也恰逢睿涵同学在嵩山过了生日。几天的学习期间,同学们也完成了不少的作业,也尝试采用水彩的形式给嵩山作画,在过去的印象里,相比其他名山,嵩山可能是最难画的,仿佛中华民族的文化太博大精深,难以一言概况。所幸每个人都在这里找到了内心文化的归属感。


祝福嵩山,也期盼此行学习方式能够为中原地区的青少年学生提供好的文化和科学素质能力培养方面的参考,暑期计划再来嵩山对地质进行深度学习和探索。

 



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