話說(shuō)科技?jí)n件

1、話說(shuō)科技?jí)@是專(zhuān)家學(xué)者遙想幾億年前我們家鄉(xiāng)的大地和時(shí)空,撰寫(xiě)的一首小詩(shī)。這首詩(shī)的基本內(nèi)涵，就篆刻在朝陽(yáng)師專(zhuān)圖書(shū)館北門(mén)前“科技?jí)钡挠袷趁?。上面雕有花、龍和蜜蜂，映射了幾億年前，動(dòng)植物在朝陽(yáng)這片土地上率先衍生、協(xié)同生長(zhǎng)，因此我們朝陽(yáng)被稱(chēng)為第一只鳥(niǎo)飛起的地方，被稱(chēng)為第一朵花綻放的地方。牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)，位于遼寧省建平縣富山鄉(xiāng)張福店村馬家溝村民組西850米、一鞍脊?fàn)钌綅徤?。該山崗海拔約625米，村民稱(chēng)其為西梁。牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)北距第一地點(diǎn)“女神廟”約1050米，南距第三地點(diǎn)積石冢約190米，所在山崗地勢(shì)平坦開(kāi)闊。發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，該地點(diǎn)由六個(gè)單元組成，第一、二、四、五、六單元皆為積

2、石冢,第三單元呈壇圓狀，形制、結(jié)構(gòu)以及用料、砌筑方法均與諸積石冢差別較大，也無(wú)墓葬發(fā)現(xiàn)，確定為祭壇。 一、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的形制結(jié)構(gòu) 牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的壇體平面近正圓形，由三層以立石為界樁的圓形階臺(tái)組成。外界樁圈直徑22米、中界樁圈直徑15.6米、內(nèi)界樁圈直徑11米，三重界樁圈象“石柵”一樣分別框定壇的三層臺(tái)面。石界樁圈石樁一般以柱壁較寬的一面朝外立置，略有內(nèi)收，環(huán)形框定壇的三層臺(tái)面（如圖1）。一、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的形制結(jié)構(gòu)圖1現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)石界樁圈內(nèi)有大量堆石，堆石呈弧形擺放，弧度與樁圈的弧度相同。一、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的形制結(jié)構(gòu)由此推測(cè)，

3、在內(nèi)界樁圈與壇體中心部位封石的環(huán)形邊沿間設(shè)有筒型器群，塔型器則設(shè)置于壇體中部壇頂之上?？梢酝茰y(cè)，在內(nèi)石界樁圈中心范圍內(nèi)有以石塊砌筑而成的圓形臺(tái)面，形成壇頂。在內(nèi)石界樁圈以里2050厘米范圍內(nèi)還發(fā)現(xiàn)3件原位保存的筒形器底部，內(nèi)石界樁兩側(cè)有筒形器片，壇體中部堆石上有陶塔形器殘片，而中界樁圈、外界樁圈處均未發(fā)現(xiàn)有陶筒型器和塔型器設(shè)置遺跡。通過(guò)對(duì)牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇形制結(jié)構(gòu)的分析，可以推測(cè)出該祭壇的建設(shè)過(guò)程：第一步:地表平整。N2自然地勢(shì)南低北高，相差58度，祭壇區(qū)域地勢(shì)南北相差1.2米。為保持地表平坦水平，在壇體位置下普遍墊土，盡量使地表相對(duì)平整。第二步:地表制圖。在平整后的地表上用規(guī)和距

4、制成外圓直徑22米、中圓直徑15.6米、內(nèi)圓直徑11米的平面圖形。第三步:埋入石樁。按地表圖形和三重界樁的規(guī)格要求，一般以外露10厘米的高度逐個(gè)埋入石樁。第四步:砌制壇頂。在內(nèi)石界樁圈中心部位用石塊砌封圓形臺(tái)面，形成壇頂。然后，在內(nèi)界樁圈與壇頂之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，設(shè)置擺放筒型器群，在壇頂臺(tái)面上擺設(shè)塔形器。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究(一)牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇設(shè)計(jì)理念的分析牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇是由三重石界樁圍成的圓形階臺(tái)。從石界樁外圈、中圈、內(nèi)圈直徑分別為22米、15.6米、11米，可得以下數(shù)據(jù)：1、三重石界樁面積(S外、S中、S內(nèi))之比S外/S中=(22/2

5、)2/(15.6/2)21.9892S中/S內(nèi)=(15.6/2)2/(11/2)22.01122、三重石界樁直徑(D外、D中、D內(nèi))之比D外/D中=22/15.61.4102D中/D內(nèi)=15.6/111.4182二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究綜上，我們可以明確三重石界樁圈內(nèi)涵著如下關(guān)系：第一，因?yàn)镾外/S中S中/S內(nèi)2，所以石界樁外圓面積約是中圓面積的兩倍，中圓面積約是內(nèi)圓面積的兩倍；中圓面積約等于外臺(tái)面面積（大圓圓周與中圓圓周之間面積），內(nèi)圓面積約等于中臺(tái)面面積（小圓圓周與中圓圓周之間面積）。第二，因?yàn)镈外/D中D中/D內(nèi)2，而正方形的“對(duì)角線/邊長(zhǎng)=2，所以石界樁內(nèi)圓的外切

6、正方形恰好是中圓的內(nèi)接正方形，中圓的外切正方形恰好是外圓的內(nèi)接正方形。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究據(jù)此，可以由三重圓壇中內(nèi)涵“內(nèi)切與外接”、“外切與內(nèi)接”的圓與正方形關(guān)系推測(cè)，當(dāng)時(shí)紅山人已把握了“方”和“圓”的結(jié)構(gòu)關(guān)系，形成了“由圓成方”、“由方成圓”的理念，“規(guī)和矩已在紅山人的生產(chǎn)生活中得到廣泛運(yùn)用”。對(duì)此，我們可以還原當(dāng)時(shí)祭壇三重石界樁圈的設(shè)計(jì)制作過(guò)程為：第一步，先以壇體中心位置O為圓心、以5.5米（內(nèi)圓直徑的1/2）為半徑作圓，得到內(nèi)圓；第二步，于O點(diǎn)作垂直相交的直線，分別交內(nèi)圓于A、B和C、D；第三步，在A、B、C、D四點(diǎn)分別作直線AB和CD的垂線，得到E、F、G、H

7、四個(gè)交點(diǎn)；二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究 第四步，以O(shè)點(diǎn)為圓心、OE長(zhǎng)為半徑作圓，得到中圓。 接下來(lái)再用同樣的規(guī)和矩方法做出外圓，即可呈現(xiàn)出三重石界樁圈的平面形制（如圖4）。(二)牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇太陽(yáng)祭儀的推測(cè)可推測(cè),牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的祭祀對(duì)象就是太陽(yáng)。從祭壇的形制看，該祭壇是由立直石界樁排成的正圓形的三重圓，其立石為淡紅色的安山巖，各層石界樁圈稍有內(nèi)收，外圓、中圓、內(nèi)圓臺(tái)基由外圓向中心層層高起，在內(nèi)石界樁圈與封石階臺(tái)邊沿間，排列一周彩陶筒形器，這應(yīng)是古人直觀地用立置石塊和筒形陶器圈成的太陽(yáng)；從地理位置看，該祭壇由祭壇本身、周?chē)奶祀H和綿延的山頭組成

8、，形成了比較理想的測(cè)日出、定季節(jié)的山體輪廓參照點(diǎn)體系，站在此處觀察對(duì)面山頭某個(gè)點(diǎn)的日出，可以在觀念上標(biāo)示出春分、秋分、冬至、夏至之間的日出位置，進(jìn)而以太陽(yáng)升降的位置知季節(jié)，以太陽(yáng)運(yùn)行的方位知時(shí)間，“由此點(diǎn)的日出制定一個(gè)太陽(yáng)年，可稱(chēng)為地平歷或山頭歷”；二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究(二)牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇太陽(yáng)祭儀的推測(cè)從出土文物看，牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)第4號(hào)冢第2號(hào)墓出土的長(zhǎng)約2.6厘米、高1.5厘米、厚0.2厘米的半圓形綠松石墜，石墜上有“波紋”，正如冉冉升起的太陽(yáng)，其底部有“地平線”，長(zhǎng)過(guò)太陽(yáng)直徑，恰似太陽(yáng)一半隱在地平線下，一半在地平線上（如圖3），田家溝紅

9、山文化遺址第一地點(diǎn)第5號(hào)墓也出土了這樣的綠松石墜；二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究(二)牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇太陽(yáng)祭儀的推測(cè)從紅山文化遺址分布看，牛河梁紅山文化遺址第三地點(diǎn)和田家溝紅山文化遺址第一地點(diǎn)的墓葬均呈太陽(yáng)圓形分布，都反映了紅山文化時(shí)期人們對(duì)太陽(yáng)有特殊的情感、堅(jiān)定的信仰和狂熱的崇拜。 如果上述分析成立，那么這個(gè)建立于5000年前的牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇將是我們所知的最早的日壇。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究（三）牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇天文立法的研究我國(guó)古代的宇宙理論至少包括蓋天說(shuō)、渾天說(shuō)和宣夜說(shuō)等三種學(xué)說(shuō)。在蓋天學(xué)說(shuō)中，三環(huán)概念是一

10、項(xiàng)重要內(nèi)容。趙爽在對(duì)周髀算經(jīng)的注釋中說(shuō)：“黃土畫(huà)者，黃道也。二十八宿列焉，日月星辰內(nèi)第一，夏至日到也；中第四，春秋分到也；外第七，冬至日到也”。這三條日道表現(xiàn)的四個(gè)中氣，即夏至、冬至、春分和秋分，分別代表了太陽(yáng)在相關(guān)時(shí)間的周日視運(yùn)行軌跡。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究（三）牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇天文立法的研究夏至日太陽(yáng)運(yùn)行于內(nèi)環(huán)(內(nèi)第 一),春秋分日運(yùn)行于中環(huán)(中第四),冬至日運(yùn)行于外環(huán)(外第七).牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)三環(huán)祭壇恰恰具有這個(gè)特點(diǎn),“這個(gè)由立直石界樁排成的正圓形的三重圓壇,是迄今所見(jiàn)史前時(shí)期最完整的蓋天宇宙論圖解,三個(gè)同心圓正可以理解為分別表示夏至、冬

11、至、春分和秋分的太陽(yáng)周日視運(yùn)行軌跡”。 二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究（三）牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇天文立法的研究如圖5所示，如果我們將牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)的三環(huán)祭壇復(fù)原成三個(gè)同心圓，并垂直作X軸和Y軸，分別交三環(huán)于A、A 、 B、B,C、C，D、D,E、E,F、F,然后在Y軸上任選一點(diǎn)P,以P為圓心、PB為半徑畫(huà)弧，分別交三環(huán)為G、G,B、B,H、H,那么：春秋分太陽(yáng)運(yùn)行于中環(huán)，B點(diǎn)是春分的日出方向，B點(diǎn)是日入方向，太陽(yáng)白天在BEB弧上運(yùn)行，夜間在BEB弧上運(yùn)行；夏至日太陽(yáng)運(yùn)行于內(nèi)環(huán)，A點(diǎn)是日出方向，A點(diǎn)是日入方向，太陽(yáng)白天在ADA弧上運(yùn)行，夜間在ADG弧上運(yùn)行；

12、冬至日太陽(yáng)運(yùn)行于外環(huán)，C點(diǎn)是日出方向，C點(diǎn)是日入方向，太陽(yáng)白天在CFC弧上運(yùn)行，夜間在CFC弧上運(yùn)行。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究（三）牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇天文立法的研究圖5顯示，春秋分太陽(yáng)運(yùn)行于中環(huán)，晝夜時(shí)間相等，那么夏至日和冬至日的晝夜時(shí)間關(guān)系又是什么樣呢？求證可得：以P為圓心、PB為半徑的弧所分割的內(nèi)環(huán)與外環(huán)的兩部分構(gòu)成反比關(guān)系。也就是說(shuō)，夏至與冬至的晝和夜時(shí)間長(zhǎng)度成反比。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究（三）牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇天文立法的研究我們知道，牛河梁紅山文化遺址處在北緯4118，東京11928的地理位置，其夏至日出時(shí)刻為4點(diǎn)28分，日落時(shí)刻為19點(diǎn)40分，晝夜時(shí)間之比約為15:9；冬至日出時(shí)刻為7點(diǎn)26分，日落時(shí)刻為16點(diǎn)35分，晝夜時(shí)間之比約為9:15?？梢?jiàn)，牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)三環(huán)圓壇圖所反映出的夏至與冬至的晝夜時(shí)間長(zhǎng)度成反比的關(guān)系，與當(dāng)?shù)靥煜笸耆呛?，具有很?qiáng)的實(shí)用性。當(dāng)時(shí)紅山人在對(duì)太陽(yáng)信仰崇拜的同時(shí)，也把與太陽(yáng)的互動(dòng)成果印刻在大地上。二、牛河梁紅山文化遺址第二地點(diǎn)祭壇的綜合性研究三、結(jié)論遼寧朝陽(yáng)地區(qū)牛河梁紅山文化遺址發(fā)現(xiàn)的三環(huán)圓形祭壇，是該時(shí)期也是祭壇迎來(lái)鼎盛時(shí)期的最具代表性的祭