2025年3月18日至21日，北京师范大学历史学院博士后王圣豪与天津市陆海测绘技术员杨敏赴河南郑州市新密新砦遗址进行了天文考古观测，观测内容包括春分日出日落，以及对新砦遗址天际线的测量。这次观测也是“郑州地区天文考古与文明起源”研究项目的任务之一。

新砦遗址位于新密市刘砦镇新砦村，遗址以富含晚于河南龙山文化且早于二里头文化的“新砦期”遗存而著称，距今约3800年。1964年魏殿臣首先发现了新砦遗址，1979年中国社会科学院考古研究所工作人员对其进行试掘并提出“新砦期”命名，1999-2000年间北京大学古代文明中心与郑州市文物考古研究院合作发掘新砦遗址（武家璧教授也曾参与这次发掘），由此确认“新砦期” 的存在，之后中国社会科学院考古研究所又对新砦遗址进行了多次钻探和发掘。新砦遗址总面积约70~100万平方米，拥有城墙和内外环壕，中央有大型夯土建筑基址。由于新砦遗址发现了高等级遗物如板瓦、陶水管、玉圭、玉璧及铜容器残片等，它被认为在探索夏代早期都城和中国文明起源方面有重大意义，也是中华文明探源工程六大都邑之一。新砦遗址位置图见于图1：

 

图1.新砦遗址所在位置

新砦遗址面朝具茨山，南依双洎河。双洎河自西向东流过遗址形成天然的“护城河”，而具茨山则从遗址正南方向一直延伸到西偏北方向，一路起伏不断，有多个山头，遗址西北方还可看到嵩山。这些山头提供了天然的观象授时参照，可能为古人制定基于日出方位的“地平历”提供了依据。新砦遗址南端的梁家台位于断崖之上，下方是双洎河河谷，四周缺少遮挡，观测条件最佳。新砦遗址平面图见于图2，新砦遗址出土的主要遗物见于图3：

 

图2.新砦遗址平面图（1:3月19日日出观测点，2:3月19日日落、3月20日日出观测点，3:3月20日日落观测点）

 

图3.新砦遗址出土的主要文物

3月18日，考察遗址周围地形和各方向景观

选择新砦遗址核心处的夯土建筑基址为第一处观测点，因为这里是夏王朝可能的统治中心，这里位于一个土台上，正东方向视野开阔，但西南与正西方向有树木和现代建筑遮挡。

3月19日，进行仪器设备架设和试观测

当天日出时间为6:31，凌晨5:50两名成员到达建筑基址所在台地，在台地东侧边缘选择一个基点命名为东直杆，测量其经纬度，再在西侧边缘选择第二个基点，命名为西直杆，使其纬度尾数6位与东直杆一样，两者距离约35米。成员使用RTK定点，再在这个地方建立全站仪，测量太阳方位角，由此确定了真北方向，误差仅为1角分级别。

课题组在6:35在西直杆后方沿基线朝正东拍摄，观测到日出方向在正东偏南（图4）

 

图4.3月19日6:35所拍到的日出场景

随后，利用全站仪在7:02-7:40之间观测了太阳方位角与天顶角的变化过程，每2分钟测量一次，得到了日出后不久的太阳运行轨迹。

下午时，考虑到夯土建筑基址处难以观测到日落，课题组转移到新砦遗址北部的水泥路上进行观测，这里东西两个方向均比较开阔，观测日出日落的条件都很好。课题组用相同的方法在道路两侧农田里树立了东直杆和西直杆，在当日18:30观测到太阳从直杆西偏南的方向落下（图5，照片中远方的“直杆”是烟囱，不是测量所用直杆）。

 

图5.3月19日18:30拍摄到的日落图景

3月20日，进行春分正式观测

3月20日课题组进行日出观测的地点仍为遗址北部的水泥路，使用与上一天相同的方法树立东西直杆并确定真北方向。6:35课题组从西直杆方向向正东拍摄，拍到太阳从正东略偏南的方向升起，偏移角度已明显小于前一天（图6）。

 

图6.3月20日6:35拍摄到的日出图景

2025年春分时刻约为3月20日17:01，与日落时刻十分接近，为了把握这一良机，课题组来到遗址南段梁家台，发现其位于一个断崖上，四周天际线条件极好，因此选取这里为天际线测量与春分日落观测的地点。

由于房屋、菜地等的限制，课题组确定的东、西直杆两点距离仅为约20米，相应误差也会增大，用全站仪得到的真北方向误差达3角分左右。课题组在17:00左右从南偏东约18°方位开始测量天际线，最终测量到西偏北约13°方向。虽然更往北方向的天际线因为太阳即将落山只测得零星数据，但已经将具茨山山体的天际线基本测得。图7和图8为梁家台南方向和西方向的天际线。

 

图7. 梁家台南方向的天际线）（上）图8. 梁家台西方向的天际线（下）

新砦遗址西方向为山，太阳落入天际线以下时间要早于日落。课题组发现在18:30时太阳下缘已与山头相切（图9），经2分钟后太阳落入山下（图10），位置在一处缓坡转为陡坡的地方。由于陡崖上高程略高，西直杆位置高于东直杆，由此前方直杆不会被后方遮挡，课题组也拍摄到了太阳、前方直杆、后方直杆位于同一线上的景象（图11）。

 

图9.春分时落日与山头相切的景象

 

图10.春分时落日没入山头的景象

 

图11.春分时落日与东西直杆几乎在同一直线上

此次观测的主要收获：（1）通过实地观测获得了新砦遗址的大部分天际线，特别是来自具茨山山体的天际线被基本完整测得，为寻找不同节气日出日入的可能位置提供了条件。（2）观测到了春分前后日出入方位逐渐北移的过程。特别是在3月20日时，由于春分时刻接近日落时刻，成功观测到了日落正西方的罕见天象，证实课题组的观测方法是正确的。课题组仪器设备精度非常高，获得数据十分准确，完全在肉眼观察的允许误差之内。（3）观测到春分时太阳从山体陡坡边缘落下的景象，表明古人完全可能用山体作为日落方位的参照，由此进行“观象授时”、制定地平历。由于新砦遗址西偏南至西偏北方向有多处山头，不但二分二至，就连立春、立夏、立秋、立冬的日落都有可能有相应参照物，由此古人就能形成“八节”的认识，制定更完善的历法。（4）记录了观测地点的经纬度，为后续利用WGS84坐标系和地理信息系统制作地形图提供了科学基准点。此次观测圆满完成了本课题设置的各项任务。

最后，特别感谢天津大学建筑工程学院熊春宝教授、天津陆海测绘公司叶作安经理、史青法经理对我们的大力支持，无偿借给我们测绘仪器设备，并派出技术人员杨敏到现场指导。同时感谢社科院考古所新砦遗址工作站董霄雷老师、郑州市文物考古研究院梁亚男老师为我们提供的各种便利。

 

图12. 课题组成员在新砦遗址

 

图13.课题组成员工作照

撰稿：王圣豪

摄影：王圣豪

指导：武家璧