2025年3月18至21日,北京师范大学历史学院考古文博系硕士研究生王馨悦、李嘉薇、影像史学实验室硕士研究生徐娅妮、天津市陆海测绘有限公司技术员刘涛赴河南郑州市荥阳青台遗址进行了春分日出日落观测。此次观测系郑州地区天文考古与文明起源研究项目的任务之一。
青台遗址位于荥阳市广武镇青台村东的岗地上,南濒枯河(古称砾石溪,今为唐岗水库),是处典型的新石器时代仰韶文化遗址,距今5000多年。枯河古称旃然河,发源于郑州市荥阳市王村镇前白杨村及西大村济渎池,一路东流,出王村境,入荥阳高村,水行至广武镇青台村,汇入了唐岗水库,水库北面隆起的高地上就是青台遗址(图1、图2)。该遗址20世纪20年代发现,30和50年代先后有郭宝钧、夏鼐等著名学者前来试掘,80年代郑州市文物部门又进行过较大规模的考古发掘,取得一系列重要成果,引起学术界关注。青台遗址对推动中原地区仰韶文化类型划分的科学研究、加深对仰韶文化中晚期社会性质的了解和认识具有重要意义。遗址发现的北斗七星天文祭祀遗迹是目前国内保存最好、最早的天文考古实证。研究人员认为这个天文祭祀区属于一个精心制作的祭祀场,并经过一定的简单设置,这说明中原地区的先民早在5000多年前中国古代文明起源的关键时期已清晰建立了北斗、北极星和北极的信仰,为中国古代天人相依的人文宇宙观以及中心统一的社会文化观找到了天、地、人关联的文化来源,充分证明了中华文明生生不息的文化延续生命力。
图 1 枯河位置图
图 2 青台遗址位置图
3月18日,考察遗址周围地形和各方向景观。
选定水库旁边台地作为日出观测点,因为这里正东方向视野开阔,可观日出水面,但西方有树木遮挡。选定博物馆北侧土丘作为日落观测点,这里正西方向视野开阔,但东方看不到水面。在遗址西南方向和西北方向有伏羲山和邙山(广武山),天气状况良好的情况下能隐约看到山脉轮廓。综上,选定水库旁边台地和博物馆北侧土丘作为日出和日落观测点,两地关系如图 3所示。
图 3 日出日落观测位置图
3月19日进行仪器设备架设和试观测。
该日6:31日出,早上5:55四名成员到达水库旁边台地。首先在台地东侧边缘选取一个基点命名为东西1,测量经纬度,然后放样到西侧边缘第二个基点作为东西2,使其尾数6位与东西1一致 ,据此再在二者中间找到第三个点东西3,验证其与前两点纬度相同(6位尾数)。在这三个点上分别立标杆,标杆连线为东西向基线。此外,北侧用RTK确定一个正北点立杆标记,命名为正北4(图4)。
图 4 标杆位置图
照相机在东西2正后方(西侧)沿基线朝正东拍摄,在6:34分观测到日出正东偏南。(图5、图6)
图 5 3月19日日出图a
图 6 3月19日日出图b
随后,利用RTK对台地边缘及道路进行坐标测量(图7)。日出观测完毕后,利用RTK参照对标杆进行角度微调,使其垂直地面误差更小,以便第二天日出观测(图8)。
图 7 测量道路坐标
图 8 微调标杆角度
下午,考虑到已立标杆距离较近,有一定误差,沿台地边缘继续向西,在西侧洼地上找到一个东西基线方向上的延长点,从东西1放样到该点距离40m,将其作为东西5,以备第二天从东西5后方(西侧)观测,这样使得肉眼可见误差减小到1角分以下。
接下来,我们转移到日落观测点,考虑到地形因素,无法水平立杆,经现场观察,选择在土丘及其西侧平地上阶梯立杆。用同样的方法,在土丘最高点偏西设基点东西6,以此往正西放样东西7、东西8、东西9,这四点纬度尾数6位完全相同,连线为正东西方向基线,站在东西6后面(东侧)也即土丘最高点观测,标杆重合。东西6和东西9间距87m,误差小。日落时分进行观测,在18:34,太阳完全落到树木后面,方向为正西偏南(图9)。
图 9 3月19日日落图
3月20日进行春分日正式观测。
日出观测前,在靠近东侧的标杆上方放置横向树枝,指示标杆所在,将摄像机架在最西侧标杆后,向正东拍摄。约6:33日出正东略偏南,偏移角度比前一天小(图10)。
图 10 3月20日日出图
日落观测前,在靠近西侧的三个标杆上缠绕纸巾,使得标杆更为醒目,然后架设摄像机(图11)。由于日落时刻与春分时刻接近,可以看到太阳落在标杆正中,非常接近正西方向(图12)。
图 11 日落拍摄机位图
图 12 3月20日日落图
3月21日,最后一次观测日出。
可以看到,春分时刻已过,日出时位置偏北,随时间推移太阳升高后位置逐渐南移(图13、14、15)。
图 13 3月21日日出图a
图 14 3月21日日出图b
图 15 3月21日日出图c
经过三天观测,可以看到日出方位由偏南角度较大到偏南角度较小到偏北的变化(图16),证明观测方法正确无误,日出时水上、水下太阳光影连成“太阳柱”的景象,这可能就是“太阳柱神”或者“柱神”的起源。
图 16 3月19-21日日出方位变化图
此次观测的主要收获:(1)完整观测了日出入方位由偏南向偏北移动的过程,由于2025年春分时刻(3月21日5时24分)与日落时刻十分密近,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,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(1角分)范围之内。(2)目前青台遗址考古发掘尚未发现有天文观测遗迹,推测先民可能建筑了人工遗迹,利用日出入方位观象授时。由于没有背景山峰可以利用,当时的人们可能利用了日出水面的景观,结合人工遗迹(神庙、神柱等),制订地平历。(3)观测水面日出景观,发现水上日出与水下倒影连成“太阳柱”的美丽景象,这一景象可能刺激了原始先民的宗教情感,对于探讨太阳和水神崇拜有一定参考意义。(4)记录了观测地点的经纬度和日出入方位数据,为后续利用WGS84坐标系和地理信息系统制作地形图和天际线等,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、郑州市文物考古研究院丁兰坡研究员、魏青利副研究员的支持,感谢青台遗址工作站朱葡萄老师为我们安排食宿及当地技工师傅们为我们提供帮助,还要感谢天津陆海测绘公司的大力支持,叶作安经理、史青法经理无偿借给我们测绘仪器设备,并派出技术人员刘涛到现场指导。
图 17 青台观测人员集体合影
图 18 设立并校正标杆
图 19 进行日出拍摄前准备
撰稿:王馨悦、李嘉薇
摄影:徐娅妮
指导:武家璧