著名漢學家深入研究中國古代星象學的作品《中國早期的星象學和天文學》節選——
天文學始於陶寺
著名漢學家深入研究中國古代星象學的作品《中國早期的星象學和天文學》節選——
天文學始於陶寺
《中國早期的星象學和天文學》
[美]班大為 著 江蘇人民出版社
在該作品中，著名漢學家班大為闡述了星象學如何從一開始就塑造了中國文化，以及它如何影響中國的藝術、建筑、歷法、神話、政治和軍事決策等。本書研究了考古發現、古典文獻、銘文和古文字等廣泛的資料，記錄了從新石器晚期到清朝晚期天文現象在“天朝”發展中的作用，闡釋了天文現象如何深刻地塑造了古代中國文明。
在歷史記述和傳說中，從山西省西部的汾河至黃河陡然向東轉向並經過洛陽的區域，便是中國第一個可能的朝代夏的核心地帶，夏從公元前約1953年至前1560年統治著中原地區的西部。對新石器晚期二裡頭城市遺址及其對華北大范圍文化影響的研究，已經証實公元前第二千紀早期國家的形成已經達到一個較高的水平。1959年以來對二裡頭的幾十年研究已經証實這是一個高度階級化的社會，城市中心用堅實的城牆圍繞，精英統治階層，宮殿式建筑，奢侈物品，精致的宗教儀式，早期的青銅器工業，所有這一切都由大量的農產品剩余和貿易網絡維持著。
直到最近，較不為人所知的陶寺才走進人們的視野，這個新石器晚期的龍山文化城市，位於山西境內汾河河畔的平陽地區(北緯35° 52'55.9〞，東經111°29'54〞)。陶寺包含至少4個史前城市遺址，這些城市從公元前約2500年至公元前1900年間，在該地點屹立了500到600年，鼎盛時期擴張至周圍約3平方千米范圍。陶寺最初發現的時間約與二裡頭相同，即20世紀50年代晚期，但直至二三十年之后，平民住址和一個貴族公墓才發掘出土。迄今共發現1300多座墓葬，其中包括陶寺早期的統治者們，表明前王朝時期出現過一個非常大的王國，其貿易觸及非常遙遠的地點。該遺址的斷代和地點，均與后來向王制早期的轉變保持一致。
從1999年至2001年，考古學家發掘了一個大型的陶寺中期(公元前2100-前2000年)夯土圍城遺址。城址約呈長方形，總面積為28平方千米，這一發現使得陶寺成為中國目前已知的史前最大圍城。除大量的夯土建筑基址、墓葬、窖坑等外，考古還發掘了一個銅鐘、精美的玉器、斑斕絢麗的彩繪陶器，以及社會貧富分化懸殊的証據。更令人激動的是，書寫符號的發現，使人聯想起500年以后商代的甲骨佔卜文，很有可能這一時期已經使用文字，只是寫在易腐朽的載體上，沒有留存下來。
直至沒落，陶寺晚期在文化上已經與同時存在約一個世紀的二裡頭早期階段一樣成熟。而且，陶寺具備二裡頭文化的前述所有特征，即便發展可能有些許落后。考古研究顯示，陶寺中期約公元前2100年左右發生了巨大的變革，早期的小城鎮轉變為大型的城市中心，后者在規模上是以前的5倍。陶寺成為龍山文化前王朝時期最大的城市，貴族眾多，宮殿規模史無前例。盡管存在很多爭議，通過一些元素——時間、地點、文化水平，一些中國學者已經確定陶寺是中國前王朝時期的英雄人物——堯帝的都城。傳說和歷史都提及，堯征服了一個稱為陶唐的方國並在平陽建立首都。
進一步向前審視所謂較小的方國，陶寺的征服統治者帶來了全新的象征著遙遠東邊的龍山文化的文化產品——雄偉壯麗的宮殿，富麗堂皇的墓葬，輪制陶器，模制技術，新的陶器器形，彩繪裝飾圖案，銅器制造，骨卜，玉漆器物和書寫符號。墓葬中發現的與眾不同的手工制品証實該地區與遙遠的諸如東南方800公裡之外的良渚等其他文化存在貿易往來。但是陶寺人民也從事一些以前中國新石器晚期聞所未聞的新生事物——通過太陽觀測來進行儀式化的天文活動和紀時，這一創新使堯的統治至少自公元前第一千紀早期起就聲名遠播。雖然在這一早期中國北方的這一創新史無前例，但它並不稀奇。50年前徐復觀寫道:但我們隻要想到古巴比倫在天文上的成就，則中國在唐虞時代已積累有了若干歷象的知識，而這種知識，在政治上是有一定的人加以傳承，可以不受改朝換代的影響，因而保存了下來，又有什麼稀奇？
這裡我們將集中探討陶寺的考古遺跡。
2003年在陶寺中期大城的東南圍牆旁邊發現了一個圍城遺址(IIFJTI)，包含夯土筑成的三層同心建筑，總面積超過1400平方米。該建筑被復原為一個三層壇台。第三層，即壇台的頂層是一個半圓平台。這三層梯台臨近一個貴族墓地，顯然被用作祭祀供奉。壇台上有一組弧形夯土牆，面朝南-東南，殘留的地基遺跡上排列有12個間隔均勻的凹槽，間距約1.2米，凹槽寬25厘米，目前僅深4-17厘米。對這些凹槽的分析顯示凹槽之間突起的夯土很可能是形狀約略一致的土柱的遺跡，其橫截面為長方形或梯形。考古學家從結構上推測弧形土牆應最先建好，隨后以規則的間隔切割完成這些凹槽。
由於牆的弧度接近全年東方地平線上的日出方位角范圍，考古學家認為這個平台可能被用於觀測日出，同時具備祭祀和天文功能。站在梯形平台中心，透過基牆中的狹縫進行觀測，考古學家發現它們大多數朝向東-東南方向的塔爾山山脊。狹縫E2-E12的方位角范圍與冬夏至之間太陽沿地平線的運行軌跡一致。一開始基於計算和實地觀測的分析認為狹縫很可能被設計為可以在兩至等特定日期觀測太陽在地平線上的升起。也就是說，這一遺址被認為是一個祭祀壇和太陽觀測台，從而結合了自從公元前第一千紀早期起在文獻和銘文中均提到的稱為“靈台”的神聖建筑的性質。
何駑帶領的考古團隊，在2003-2004年對這個半圓平台進行了發掘，發掘工作假定夯土台基的設計意味著它可能存在與日出觀測或太陽祭祀有關的應用。考古隊從平台圓弧的計算中心對半徑和角度進行了最初的測量，隨后模擬日出觀測。觀測工作通過制作一個與基牆縫隙各方面尺寸一致的鐵架框，並在各凹槽上輪流移動這個鐵架以確定太陽何時在鐵架框中升起。這些田野調研和長達一年的觀測完成之后，才在一個以前未曾發掘的堆土台下發現一個圓形夯土台基。這個圓形小夯土台基的中心，有一個直徑25厘米的夯土芯，明顯地標記出原始觀測點的精確位置。該觀測點離這個台基的計算中心僅相差4厘米，強有力地支持了有關其功能的假說。武家壁和何駑計算了公元前2100年太陽兩至時在陶寺的日出點，証實了這一台基很可能用於太陽觀測的假說。進一步與天文學家進行討論后，考古學家認為，最初的測量和觀測工作應該在新發現的觀測點、應用更高精度的儀器重復進行。這一工作在2004-2005年完成。
對觀象台的布局進行研究，可知該結構可能是如何建造的。弧形夯土牆基在冬至點位置進一步向南延伸，而在北端的夏至點位置變短，這顯示出一開始建造者可能沒有很好地掌握相應的方位角范圍。最靠近冬至點的狹縫(E2-E5)指向最精確(從標記中線的黑點可知)，這表明它們以冬至點為基准，其他的狹縫均勻排列，沿東北方向每個間隔約1.2米(新石器時代的單位？)，一直到中點E6處，累計的測量誤差導致此處的位置與中心觀測點嚴重偏離。也許，六個月以后才認識到無法觀測到夏至時太陽在東北方向的升起，因此額外增建了狹縫E11-E12，但是由於地點的限制，這一附加建筑不得不與主體割離，並遠離中心觀測點。狹縫E11-E12奇怪的地點和特征，很可能源於其建造時間與E1-E10不同。而且，該結構的設計以及12個間隔均勻的狹縫，顯示出不了解或沒有意識到太陽在四季沿地平線升起的日常變化。有趣的是，弧形可能反映出當時認為天空是圓形的，因為一個直線的隊列同樣可以滿足這一需求。除確立兩至點和回歸年長度以外，很難理解這一布局有任何歷法功能。然而，靈台展現的反復試驗過程和缺乏一定的熟練性顯示出技術上與陶寺新石器晚期文化水平的“適齡”。
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