天文論文

　　從小學、初中、高中到大學乃至工作，大家都寫過論文，肯定對各類論文都很熟悉吧，通過論文寫作可以培養我們的科學研究能力。那么問題來了，到底應如何寫一篇優秀的論文呢？下面是小編整理的天文論文，希望對大家有所幫助。

　　摘要：

　　長城是中國古代重要的邊防工程，在兩千多年長城的修建過程中，天文科技發揮著重要的指導作用。在本文的論述中，筆者從長城修建的天文學背景出發，將秦、明時期的長城形體分別與北斗七星和銀河進行比對，揭示了一系列長城在設計過程中可能蘊含的天文特征，這些特征充分反映出中國傳統宇宙現在建筑工程方面的深刻影響。

　　關鍵詞：

　　長城；天文學；星宿；銀河

　　中國長城是人類文明史上最偉大的建筑工程之一，自春秋戰國至明清時期在中國北方疆域發揮著重要的戰略防御功能。歷史上對長城有兩次大規模的修筑時期，一是秦統一后連各國長城為一體所形成的秦長城；一是明朝在原長城基礎上重新規劃后修筑的如今之格局的明萬里長城。歷代長城工程之浩繁，氣勢之雄偉，堪稱世界奇跡。

　　長城的防御作用是毋庸置疑的，但從戰略發展角度看，長城位于崇山峻嶺及不毛之地，僅僅出于防御的需要來修建這樣的龐然大物的理由似乎過于單一。翻開歷史志書就會發現，中國歷代城池、建筑在動土開工前無不仰觀天文、考察星象后進行全方位的規劃布局，使城市、建筑與天體之間形成某種特殊關聯。長城是歷代耗費巨資建造的重大的建筑工程，它在建造之前是否考察天象并按照天體特征進行規劃與布局呢？長城還有其他的天文特征么？文章將做如下探討。

　　一、長城修建的天文學背景

　　中國人對天象的觀察由來已久，人們在天文觀測中了解了星辰起落、日月陰晴圓缺的奧秘，揭示了宇宙的一般運行規律，建立了指導日常生活的天文歷法。我國古代有世界上最豐富、最系統的天文觀測記錄。五帝之一的黃帝依靠對天象的觀察確定了陰陽、五行、十方和十二宮完整的天文體系，并在公元前2637年確定了中國歷法的開端，這些天文成就奠定了他崛起中原號令天下的基礎。商代甲骨文記錄著世界上最早的日食、月食和新星，并已采用干支紀年法。《周禮》對天體星象亦有記載，分設天、地、春、夏、秋、冬六官。西周時我國已用二十八星宿劃分周天。春秋時期的星官們創立“上天變異，州國受殃”說法，以天空中的星象變化來預測不同地區將要發生的吉、兇、禍、福，將各州、國與星空的區域互相匹配對應形成分野。其所載“保章氏”：“以星土辨九州島之地，所封封域皆有分星，以觀妖祥”即按分野來預卜各地吉兇。再如《論衡變虛篇》中“熒惑守心。熒惑，天罰也；心，宋分野也，禍當君”亦提到“宋”分野。《晉書天文志》載諸侯國分野如下表：

　　這些將天文與各州縣禍福相關聯的做法在歷代政策管理中起著重要的指導作用。河南馬王堆三號漢墓出土的公元前170年左右的帛書《五星占》載有公元前246年至前177年間土星、金星、木星的空間位置以及金星的會合周期，充分反映了秦漢時期高度發達的天文觀測水平。

　　自古以來，那些掌握天文科技的星官們成為歷代政治中重要的決策者和參政者。考察天象并遵照天象旨意行事不但是中國傳統文化中最重要的一部分，還關系著人們對日常生活的安排，甚至左右著國家領導對重大事務的決策。“觀天象”成為古人作出重大決定時必須例行的公事。如古人行軍打仗前往往用天象預測吉兇后方才出軍；建造建筑前亦要按天文現象來布局或決策動土日期。至秦漢時期，觀天之風更加彌漫，最具有參考價值的史實書籍《史記》中多次提到天象與禍福、行軍等重大事件相關聯的事實，為便于觀察天象和有效地將天文原理加以利用，與之相關的觀天建筑便應運而生。

　　中國古代至遲在周代以前形成了以北極星（帝星）為中心，四周三垣、四象、二十八星宿相環繞的古代天宮系統，這個系統深深地影響了歷代王室的營國計劃。春秋時期各國都城建筑布局多以“象天”為指導思想，其都城形象多反映以帝星為中心的天體系統。秦人發展了“象天法地”和“象天立宮”的思想，使城市布局真正反映了上天的宮闕形態。經學者實地調研發現：秦朝曾修建數量甚眾的“完全式全天星臺，這些星臺分布面積甚廣，遍及甘肅、陜西、山西、內蒙等多個省區，反映出秦長城修建時觀天現象的普遍性。基于以上背景筆者認為，長城的大規模修建正是在宮殿“象天法地”、民間“觀星”與“星運”說極為昌盛的秦朝時期，為強化皇權及滿足皇帝對國家長久統治的需求，在秦長城修建過程中，極有可能將“星象”文化融入到長城的建設中。至明朝初期，天文科技已經相當發達，與天文相關的數學、物理學、堪輿學成為社會重要的科技支柱，明長城的修建具備著更加雄厚的天文學和科技基礎。

　　二、秦長城天文學特征設想

　　1、秦長城用來觀測天文

　　秦長城大多在甘肅、寧夏、陜西與沿北岸邊界一帶，經歷了自秦厲公至秦統一前修建的長城和統一后秦始皇命蒙恬將戰國諸侯國長城相接連形成萬里長城的兩個歷史時期。關于秦河西長城，據《史記秦本紀》載，厲公“十六年，塹河旁。以兵二萬伐大荔，取其王城。……簡公六年，塹洛。城重泉”。秦昭王長城見《史記匈奴列傳》：“秦昭王時，……筑長城以拒胡。”秦統一后將北部長城連接起來，形成一道天然屏障。

　　秦長城兼有天文臺的觀測功能。天文臺一般具有兩大功能，一是祭天，二是觀象，中國早期的高臺建筑都具有觀象性質。長城是高臺建筑，它所包括的關城、城墻、墻臺、敵臺、煙墩、營、寨和城堡等均具有高空望功能，可以作為觀察天文現象的場所。長城每隔一段距離便設置相應的關城、營寨、堡寨等，這些為那些時刻準備出征或等待敵情的決策者們提供了觀察星象變化的絕佳場所。據《全天星臺遺址及其源流考（考證分冊）》記載：“秦統一之初與后期，置星、祭星之制大變，全國郡、縣、軍城、亭障乃至長城遍置星臺。郡、縣多置心宿。軍城、亭障多置天槍、平星，角宿臺也較普遍，龍文化更進一步體現在星臺文化中”。可見在長城的各個區域“遍置星臺”已成為秦王朝極為普遍的事情。由此可知，在戰爭頻繁的秦朝，長城不但承擔著重要的防御功能，還為決策者們提供觀察星象以對重大事物做出重要決策的場所，同時兼具舉行祭天、祭星、祈神等宗教活動場所的功能。

　　2、秦長城象北斗而建

　　體現秦長城星臺文化較突出的一段為臨洮與上郡所在的秦南段長城（秦上郡塞）。為進一步了解秦長城可能存在的天文內涵，筆者將南段長城與歷代星圖作了詳細對比。在對比中筆者發現，秦南段長城與咸陽城、渭水三者之間形成了美妙的天宮圖：南段長城極有可能模擬北斗七星之形與位置建造，咸陽城正是帝星所在，而渭水則代表了銀河（見圖1）。秦長城、咸陽、渭水三位一體確立了北斗星、帝星與銀河的相對位置，它們共同營造了北天極區最完美的天宮圖，而地上的郡、縣或星臺也可能與天體星辰相對位，共同完善著這幅巨大的天宮圖的其他部位。（見圖1與圖2）

　　秦南段長城原本只有上郡這一段（原稱上郡塞），秦統一后增加了斗形部分，使得南段長城從形體上滿足了北斗形。從司馬遷《史記》中描述秦皇陵“上具天文，下具地理”便知秦始皇十分重視天象，他既然可以動用數以百萬計的人力打造他死后的人間天堂，也可以在他的國土中創造現世中的天上宮闕。

　　（1）成陽城象帝居，渭水象天漢

　　咸陽城的規劃是法天象地的結果。秦王朝強大后，咸陽城成為秦朝經濟、政治和文化中心。為標榜前所未有的帝王成就，秦始皇將自己比擬為不可一世的玉皇大帝，在總結并繼承前人經驗的基礎上，將咸陽城用“象天法地”手法重新規劃和調整，使咸陽城的整體布局與天象呈現一一對應關系。據《史記秦始皇本紀》載，秦始皇建咸陽“為復道，自阿房渡渭，屬之咸陽，以象天極閣道絕漢抵營室也”。《三輔黃圖》亦描繪秦始皇“筑咸陽宮，因北陵營殿，端門四達，以則紫宮，象帝居。渭水貫都，以象天漢；橫橋南渡，以法牽牛”。文字中的“紫宮”即紫微垣，象征天帝居所。咸陽自營建之初象“帝居”而建，并以其為中心，各宮殿環列周圍，形成拱衛之勢。渭水則被視為“天漢”即銀河。

　　秦始皇建宮殿“象天極”的手法不僅體現在咸陽城，公元前220年秦始皇“作信宮，已而更命信宮為極廟，象天極”；阿房宮也營造了非常完美的天官體系：“表山南之巔以為闕，并為復道，自阿房宮渡渭，屬之咸陽，以象天極絕漢抵營室也”，表明咸陽象征北天極的北極星，阿房宮象征營室星，咸陽宮與阿房宮之間的復道，象征天橋。由此可知，秦始皇在國土規劃中將城市、河流作為基本要素與天體星座相對應：咸陽以“帝居”身份建造，渭水象征銀河，阿房宮為營室星，三者相聯系確立了完美的人間天宮圖。秦朝的這種做法深刻影響了漢長安的規劃布局，漢承秦制，在建設工程方面“非壯麗無以重威”。根據《三輔黃圖》記載，漢長安“城南為南斗形，城北為北斗形，至今人呼京城為斗城是也”。

　　（2）北斗為帝車

　　為使“象天極”的宏偉計劃得以呼應，秦咸陽將周邊更大的宏觀地域納入到整個城市的規劃范圍內。秦始皇以咸陽為中心修建了二百七十多個宮觀，并通過復道、甬道將這些宮殿聚集在“天極”咸陽城周圍，猶如眾星拱極一般，突出了帝都成陽的核心地位。而秦南段長城模擬北斗星形態和位置而建，最終成為北斗星的象征。

　　《史記天官書》說：“北斗七星，所謂‘旋、璣、玉衡、以齊七政’。……斗為帝車，運于中央，臨制四鄉。分陰陽，建四時，均五行，移節度，定諸紀，皆系于斗。”《尚書緯》認為：“七星在人為七瑞。北斗居天之中，當昆侖之上，運轉所指，隨二十四氣，正十二辰，建十二月，又州國分野、年命，莫不政之，故為七政。”《甘石星經》：“北斗星謂之七政，天之諸侯，亦為帝車。”《冠子》記載：“斗杓東指，天下皆春；斗杓南指，天下皆夏；斗杓西指，天下皆秋；斗杓北指，天下皆冬。”由此可見，北斗七星不但是協助君王治理天下的“齊政”法寶和輔助辨方正位的重要星辰，還是天帝巡游各地的帝車，象征君王巡游天下所乘坐的御輦，其重要性可見一斑。秦始皇這個自視功高堪比玉皇大帝的一代帝王，在咸陽、渭水已經具備的前提下，只要將長城之形略作改動便可以使自己居住的咸陽穩如天宮，而自己則足以比擬偉大的天帝之布政與施德，何樂而不為呢？

　　在將長城成功地對比北斗星位置建造之后，秦南段長城、咸陽城與渭水三者形成的空間關系與當時北斗七星、帝星、銀河在天體宮闕的位置相一致（見圖3），三者正反映出秦始皇將自己比擬為坐守帝居（咸陽）并可隨時乘坐帝車（南段長城）在銀河星漢遨游的玉皇大帝之本身。

　　3、秦長城修建的科技背景

　　前文已經闡述，秦長城修建前秦朝的天文學已十分發達，這為秦長城進行天文布局提供了良好的基礎。與此同時，秦朝高超的大地測量水平、建筑施工技術和數學運算能力是確保長城與天體相對位的技術條件。我國大地測量技術的歷史很早，相傳大禹時期已開始使用“準、繩、矩”等原始工具進行測量，春秋以后水準測量已較為普遍。戰國時期的漳水渠、都江堰、鄭國渠能夠建成，表明當時的測量技術和建筑施工已具有相當高的水平。數學測算方面也有很大進步，《九章算術》中記載了勾股定理和立表法、連索法、參直法等先進的測量方法。在堪輿方面，秦朝朱仙桃所著的《搜山記》，是至今流傳下來的最早的風水學著作。可見，秦朝修建長城時具備良好的技術基礎，它們保證了長城得以順利的進行天文規劃布局和實際工程建造的條件。

　　三、明長城天文特征的可能性

　　明朝為加強北方邊防于洪武元年（1368年）開始修建長城，一直持續了近兩百年。雖然修建之初存有一些北魏、北齊、隋長城，但大多殘損嚴重且不可用。為實現宏偉的防御體系，明帝王重新設定了長城的走向，向東將長城延長至鴨綠江畔的遼東境內，向西修建至甘肅的嘉峪關。明朝的天文學十分發達，明初營建的南京故宮、北京紫禁城、北京十三陵均依天象布局，紫禁城以模擬天體宮闕布局和命名而著稱于世。作為國內最重要的建筑工程，明長城既然經歷了重新規劃，就有可能將之與天象相聯系以達到最佳的防御與象征功能。

　　1、明長城沿銀河走向布局

　　有國外學者研究認為明長城蘊含了中國“龍”的概念，除了在文化上將長城比擬為“巨龍”外，還在形體上與龍的體征相契合，如山海關為龍頭，嘉峪關為龍尾，長城重鎮、軍堡則對應龍身其他部位，以展示出中國龍應有的特征。根據多方對比分析筆者認為：明長城可能與銀河系建立了多種關聯，具體表現為：

　　第一，從象征主義出發，明長城與銀河具有相似的防御功能。

　　明長城與銀河是人間與天上兩道不可逾越的屏障，具有阻隔之功能。長城用以防御北方民族入侵，已成為一道人工防御體系；銀河被認為是天空中無法逾越的天然屏障，其將天體星空劃分兩大部分，彼此之間不能逾越，是阻隔彼此相愛的牛郎與織女的天塹。《詩小雅大東》“維天有漢，監亦有光。跛彼織女，終日七襄。雖則七襄，不成報章。皖彼牽牛，不以服箱”，《詩經周南漢廣》中述“漢有游女，不可求思”，及明代孫仁孺的《東郭記鉆穴隙》：“到而今可是難依傍，只落得一水銀河隔兩廂”，均表達了銀河作為屏障讓人求之不得的心理。基于對銀河“阻隔”含義的深刻理解，明帝王極有可能將長城的防御功能比喻為銀河的阻隔作用來設計建造，明長城因此在文化語義上與銀河具有一定相似性。

　　第二，從形態模擬角度，明長城沿銀河走向布局。

　　在比對明長城與銀河走向時發現，明長城與銀河系的走向表現出驚人的一致性（見圖4），這種一致性不但體現在整體走向上，其拐彎處、分支結構也幾乎相同。歷史上各時期的長城形態與明長城有許多不同，明長城的起點、終點、蜿蜒走勢、波折點都作了重新調整，而這些調整卻使明長城的外形與銀河系的固有形態相一致（見圖5）。

　　從建造的角度，明長城與其他時期長城的修

　　建過程略顯不同。在修建長城之初，明廷已推翻了蒙古政權，實現了全國統一。盡管邊防戰事不斷，但國內已經開始大面積的興復工作。建造長城是興復工作的重要內容，如何合理規劃并保證長治久安是明廷在建造長城前必須思考的，這使得明長城并非在原長城基址上的“重建”，而是重新規劃后的“再建”，由此設置了九邊重鎮。因此我們有理由相信在最初的規劃中，設計者將銀河象征納入到長城設計中的假設。

　　2、明長城的重鎮與天上明星位置相對

　　明長城沿線的一些重鎮與銀河系個別亮星的位置相一致（見圖4）。每到夏季，銀河系中部的天津四、牛郎（河鼓二）、織女三星在周天中最亮，即使在城市燈紅酒綠之夜也可肉眼相見，形成了著名的“夏季大三角”現象。對于這三顆亮星史書上有數不盡的語言在贊美，還有凄婉的故事與之相連，故此它們在中國的天文史上享有重要地位。這些特殊的亮星與重鎮不但在位置上相對應，在文化寓意上也表現出相似性，表現如下：

　　（1）大同市對位天津四

　　大同府對應著天津四這顆明星。大同北據元蒙，地處西域與中原的交同要塞，明初被列為九邊重鎮之一，有“大同士馬甲天下”之說，大將軍徐達鎮守于此。朱元璋在洪武二十四年（公元1391年）改封他的第十三子豫王朱桂為代王，坐鎮大同（封藩于大同），可見大同的地位不一般。天津四是全天第19亮星，在銀河中部的渡口之處，我國古代把天津四所在的星座天鵝座看成渡船，具有輪渡之意，因而有“天津”這個名字。由于大同是蒙古通往晉冀魯豫的咽喉要道，也有隘口、交通要道之意。無論從天津四的明亮程度和顯赫的咽喉位置來講，它都與大同十分接近。

　　（2）宣化市對位織女星

　　宣化市于1394年在原宣德府的基礎上擴建為宣府，明朱元璋次子朱穗受封谷王，就藩宣府，宣府由此成為重要的邊防重地。《說文》：“宣，天子宣室也”可知宣府意為皇家宮室。朱元璋之所以將“宣德府”改為“宣府”，并將皇子朱穗派封于此，源于在對宣府的整體規劃上體現了“皇家”二字。與此意義相同，織女星正為天帝之子“織女”之宮室。以天子之“宣府”對位天帝之子的“織女星”應該說有足夠的理由。

　　（3）北京城對位牛郎星（河鼓二）

　　明朝的北京城無疑是在北方防御戰線上最重要的城市，從擁有重兵的燕王朱棣的藩府再到后來的國都，它都是最重要的城市之一。牛郎星不但是排名全天第十二的明星，在我國古代的星象術數學領域又是很重要的天象星。《說文解字》中說：“物，萬物也；牛為大物，天地之數起于牽牛，故從牛，勿聲。”古人認為，日月起于牽牛星，從牽牛星左轉，止于北斗。日月起于此，則天地間一切術數皆起于此。因此，天地萬物之“物”的部首從牛。北京意味著萬物之中心，一切事物從此衍生并發展，有著同心臟一樣重要的地位。于是把重要的北京城與牽牛星相對位規劃便可知其原因了。

　　（4）山海關對位心宿二

　　山海關是在明朝洪武十四年（公元1381年）由中山王徐達所創建。山海關有著特殊的地理位置和文化背景，它鎖住海陸交通口，是萬里長城之源，亦是萬里長龍之“龍首”。龍首及龍頭是皇帝的象征，代表著尊貴和顯赫。另外，山海關屬于秦皇島轄區，秦始皇多次駐蹕于此成為佳話。《大清一統志永平府臨榆縣》中記載：“秦皇島，在臨榆縣西南二十五里，人海一里，四面皆水。相傳秦始皇嘗駐蹕于此。”秦始皇是統一中國歷史上最偉大的帝王之一，亦是秦長城的集大成者，與之相關的山海關和秦皇島成為帝王的代名詞。居于以上兩種原因，山海關暗示著“龍首”與“帝居”的帝王之意。與之相對應的是天蝎座的心宿二。心宿有三顆星，分別代表了皇帝和皇子。心宿二居中，古時又叫大火，屬東方蒼龍七宿的心宿，是帝王的象征。心宿二為夏季第一個月應候之星宿，常用來論述“中央支配四方”。山海關與此相對，皇帝統籌天下之意。

　　（5）千百軍堡對應閃閃明星

　　如果做進一步考證會發現，長城周邊上百千個軍堡、營寨、關口等或許與天體星辰是對應設置的（見圖6）。這些布于不同時期的戰爭產物體現了中國古代傳統文化的深厚內涵。目前已知建于隋末山西張壁古堡就是與天文結合緊密的最好例證，其古堡外圍堡墻、堡內東面三口水井、西面八口水井、南斗六星槐、北斗七星槐、奎星樓、真武廟、張壁村村名來歷、德星聚門、聯輝門、金墓等均顯示出與天文學的重要關聯。作為軍事文化產物的長城堡寨，也有可能在某些或大部分建筑中將建筑設計與天文科技相結合。由于數量眾多，工程浩大，筆者未能一一考證，希望日后能有所進展。

　　四、結語

　　中國古代建筑無論從外部形體還是內部空間都深受古代宇宙觀的影響，長城作為中國歷史上最偉大的建筑工程之一也不例外。自周朝末年開始，人們修建長城時盡管主要出于防御目的，但受中國傳統文化的制約與影響，長城通過形體變化和文化象征等手法使其與象天法地、星象論、宿命論等天文思想相結合，使長城因特殊的形體和所富含的象征含義而備受人們尊重。秦南段長城與咸陽、渭水相結合，在形體上形成了中國古代天宮形態；而明長城則循銀河之走向進行宏大的銀河系布圖，體現了中國傳統宇宙觀在建筑工程方面的深刻影響。

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