2022年10月14日下午1点30分，中国科学院大学人文学院2022年第14期“科学与人文”讲座在玉泉路校区人文楼教一阶举行。北京古观象台的肖军老师应邀做了题为“晷仪与元大都中轴线的确定”的讲座，中国科学院大学人文学院历史学系苏湛副教授主持了本次讲座。
肖老师的讲座内容主要包含四个部分:晷仪观测原理的发现、北京中轴线的天文测定、中国古代天文学寻“中”的原问题、时间历法中体现出来的天人关系
一、晷仪观测原理的发现
肖老师通过自己的亲身经历讲述了他发现晷仪的观测原理的过程。肖老师展示了一架1897年出土于内蒙古托克托城的晷仪，晷仪的表面上隐约呈现一个百刻的划分。如果把晷仪表面全部刻满线的话是一百刻，但它并没有刻满，而只是均匀地刻了69条线，还有31条线是空着的。刚开始肖老师以为空着的31条线和太阳的升落方位有关，因为冬至的时候太阳最偏南，而晷仪上正好有条类似于冬至时刻的边界线。肖老师把晷仪上的图案拓下来之后用量角器测了一下空白处的角度，测得58度。根据晷仪出土的位置（当地的地理纬度为40度17秒）以及晷仪所处的年代，肖老师计算了当地冬至和夏至时太阳的出没方位角。可以确定的是一年中无论什么时候，太阳都不会走到空白处，而是正好穿梭在69条线的范围内。也就是说，有太阳影子的地方就全刻了线，没有太阳影子的地方就不刻。所以肖老师断定这架晷仪是用来测太阳在一年中东升西落的方位变化的。
那么为什么本应百刻的晷仪却只刻了69条线，其中有何寓意？肖老师研究发现，实际上线条中间每空两格就代表一个中气。所以进一步说，这架仪器是用来观测太阳在一年中12个中气的升落方位的。
内蒙古托克托城出土的晷仪
二、北京中轴线的天文测定
元大都的中轴线，从天文观测的角度讲，实际上是偏离了子午线2度。那么为何北京中轴线偏离子午线2度，它如何与天文观测产生关系？北京古观象台又为何建在现在的位置？在这一部分，肖老师便围绕以上几个问题展开讲述。
北京城市格局示意图
第一个问题：北京中轴线是如何形成的？
经过实地观测，肖老师发现，如果从景山上看，那么夏至的时候太阳应该从龙亭这个方位落下；春秋分的时候，太阳从正西方落下，应该在白塔寺这个位置；冬至太阳从白云观的方向落下，而太阳升起来的地方从景山上看在古观象台的延长线上。这些不同地点与景山的连线就是十二个中气的时候太阳东升西落的方位线，所以说寻找中轴线应该与天文观测有直接的关系。
肖老师借此重新解读了晷仪。肖老师认为篆书的“中”字上下的两个曲线不是旗子，而是影子。“中”字中间的“丨”是立的杆子，旁边的曲线是它的影子，这是立体的。文字是平面化的，而仪器是三维的，所以“中”字是把一个立体的东西给平面化了。由此肖老师认为这架仪器应该叫“中”仪，是用来找“中”的，而不能叫晷仪。
第二个问题：北京中轴线为何偏离子午线2度？
其实早期文献《诗经》中的“景山与京，匪直也人”就已经在说中轴线偏离了子午线这个问题。而郭守敬在元朝时的观测水平肯定是能很准确地把子午线定下来的，所以肖老师认为把中轴线偏离了2度肯定是人的作为，人的选择。那为什么选择把中轴线偏离了2度？肖老师认为虽然有很多说法，但没有一个说法有绝对的说服力。
第三个问题：北京古观象台为何建在现在的位置？
肖老师认为如果溯源的话，郭守敬建司天台的时间应该比建白云观的时间要晚。就实际观测而言，在景山上看，原本白云观的边上应该有个山丘，在山丘上可以俯瞰北京城。这个山丘在元朝的时候应该是在的。在这个山丘上和景山上可以形成两个观测点，能把冬至日落线定出来，然后就可以在冬至日出的方向上建司天台。所以说古观象台的选址也和一年中太阳出没的方位有关。
三、中国古代天文学的原问题——寻“中”
《周礼》讲:“以土圭之法测土深。正日景，以求地中。”这说明寻“中”是有方法的。那具体的标准是什么呢？即“日至之景，尺有五寸，谓之地中”。“中”是怎么样的呢？所谓“天地之所合也，日月之所交也，风雨之所会也，阴阳之所和也。然则百物阜安，乃建王国焉”。实际上，寻“中”是为了建立国家，这个地方就在夏至的时候日影一尺五的位置。
之前的学者一直不理解“以土圭之法以测土深”这句话，但肖老师想到一个非常新奇的切入点。肖老师认为“土圭”就是尺，就是刻度。“土深”实际上不是大地之土的深度，而可以理解为“申”。用圭表测日影时，日影会落在圭上，因此可以这样来理解这句话，即“土”就是圭，“深”就是日影在圭表上的伸长。如果以这种视角来看待，那么什么是“封建”也就好理解了，就是利用测日影的方法来寻“中”建国。
讲到这里，肖老师觉得“中”的文化有必要重新理解。那么如何理解呢？肖老师将西方天文学史的原问题作为一个可供类比的例子。从柏拉图到开普勒，整整两千年，西方天文学要解决的就是一个问题，即所谓行星的顺行逆行的问题、用匀速圆周运动来拯救现象的问题。虽然到开普勒的时候这个问题彻底得到了解决，但是在这样一个过程中，西方天文学建立了一套科学的研究方法。所以说一个好的问题，未必就是对的、正确的，关键在于它是否能够引导出一套有效的路径和方法。柏拉图关于行星运动的提法实际上是错的，但西方天文学家却做了一系列模型去不断地解释行星的顺行逆行。在这个过程中建立了一套以几何模型为基础的数理天文学方法，因此就有了解决进一步的问题的能力。
肖老师认为中国古代也有柏拉图式的原问题，即寻“中”的问题。古人为了寻“中”也构建了一套方法。《周礼》所谓“日至之景，尺有五寸，谓之地中。”确实，夏至的时候，圭表的影子正好落在基座上面，这就是按照《周礼》来寻的“中”。唐朝时一行做大地测量，元朝时郭守敬做四海测验，目的都是一个，就是求地中。从时间上来看，从《周礼》到元朝，中国古代天文学家一直在“寻”中，这样一个努力也是持续了两千年。因此我们要看到中国古人的作为，看到中国古代天文学背后的原问题。
四、在时间历法中构建的天人关系
在这一部分，肖老师提出了一个很有见地的主张，即中国古代天文学偏向于时间的理解，西方天文学偏向于空间的理解。中国古代天文学的系统很奇特，因为它实际上是在时序里完成了一个天人之间的建构。
首先，肖老师用七衡六间来解释《易经》中的复卦“七日来复”。前人一般将《易经》中的“七日来复”解释为七天的反复，而肖老师认为“七日来复”是盖天说里面太阳一年中在7个日道之间的来复。
其次，对于《黄帝内经》中的“天之道，六六节”这个问题，前人都是用60甲子来解释，而肖老师主张用盖天说来解释，认为“六六节”就是一年的12个中气。
最后，肖老师对《黄帝内经》里阴阳的再分，即“三阴三阳”（三阴:少阴、太阴、厥阴；三阳:少阳、阳明、太阳）做了天文学上的定义，认为三阴三阳是通过立杆测影得出来的。实际上三阴三阳最原始的意思就是太阳升落的方位，是二分二至时刻的太阳升落方位，一个是升起来的，一个落下去的。
在交流环节，苏湛老师提出一个问题:为什么北京城的中轴线会偏离子午线2度，会不会是因为当时用的磁针来定子午方位呢？
肖老师表示这一问题目前还没有定论。他猜测可能古人就认为正对着不好，就是故意让中轴线偏一点。此外，还有一个最直接的原因是元大都要对着上都，中都和上都之间要有一个对话，要有一个关联。
最后，讲座在同学们热烈的鼓掌声中圆满结束。
【图文/武丽涛】
【主讲人简介】
肖军，北京天文馆古天文研究中心主任，研究馆员。
1986年南京大学天文系毕业后，一直在北京天文馆、古观象台从事天文学史研究和天文科普工作。中国科学技术史学会理事，北京天文学会理事。参编《中国天文学史大系》，合著《宇宙史话》等，发表《对晷仪的再认识》《五运六气的天学基础》《解析<黄帝内经>历法》等。
