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    冬奧會獎牌里蘊(yùn)含著古老的天文知識

    2021年12月28日08:39 | 來源:科技日報
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    原標(biāo)題:冬奧會獎牌里蘊(yùn)含著古老的天文知識

      

      北京冬奧會金牌正面(左)與背面 新華社發(fā)(北京冬奧組委供圖)

      隨著北京冬奧會的腳步越來越近,本屆冬奧會與冬殘奧會的獎牌設(shè)計(jì)也吸引了許多人的目光。據(jù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)介紹,獎牌正面紋樣源于傳統(tǒng)弦紋玉璧,而背面鑲刻的同心圓環(huán)及24個點(diǎn)則取意古代天文圖,既象征著浩瀚星空,又象征著冬奧運(yùn)動員們?nèi)缛盒氰病?/p>

      那么,獎牌背面究竟取自哪張古代天文圖,里面又蘊(yùn)含了哪些精彩有趣的中國古代天文學(xué)知識呢?

      設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)透露,獎牌的設(shè)計(jì)靈感來自《周脾算經(jīng)》中的“七衡六間圖”,該圖主要用來描述太陽周年視運(yùn)動規(guī)律和節(jié)氣變化間的關(guān)系,同時揭示了天文與歷法之間的淵源。與獎牌上的5個圓不同,“七衡六間圖”上有7個間隔等分的同心圓,每一圓為一“衡”,衡與衡之間稱為“間”,每一衡表示一年內(nèi)太陽在不同時期的運(yùn)行軌道。

      七衡圖上,半徑最大的最外圈為外衡,此時太陽軌道離觀測點(diǎn)最遠(yuǎn),表示冬至,天較冷。半徑最小的最內(nèi)圈為內(nèi)衡,此時太陽軌道離觀測點(diǎn)最近,表示夏至,天較熱。從冬至到夏至,中間的5衡分別代表大寒、雨水、春分、谷雨、小滿這5個節(jié)氣時的太陽軌道圓。而從夏至到冬至,中間的5衡則分別代表大暑、小暑、秋分、霜降、小雪的太陽軌道圓。從外衡到內(nèi)衡,再從內(nèi)衡回到外衡,兩個階段各12等分,加在一起就是二十四節(jié)氣。

      你也許會想,七衡圖難道是古人在缺乏現(xiàn)代天文學(xué)知識的情況下,單純依據(jù)溫度差異對太陽遠(yuǎn)近做出的“粗暴”劃分嗎?答案并非如此。

      原因在于七衡圖并不是平面同心圓,而是球面上平行著的同軸圓,這根軸貫穿北天極,也就是地球自轉(zhuǎn)的地軸。古人在構(gòu)建宇宙觀時,并不知道晝夜更迭和四季變化是由地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引起的。他們假想了一個與地球同心同軸、半徑無限大的天球。日月星辰全部位于球面上,以北天極為中心自東向西旋轉(zhuǎn),如古文所言:“極星不移而眾星拱之”。

      由此可見,七衡圖并不是在平面上機(jī)械地等分日高,而是刻畫了太陽一年中沿著球面在不同衡之間移動的軌跡。同時在視運(yùn)動中,太陽每天還要圍繞極軸旋轉(zhuǎn)一周,于是有了晝夜之分。如果將太陽一年內(nèi)在不同衡之間運(yùn)動的視路徑連線,就形成了太陽在天球上旋轉(zhuǎn)的“黃道”。西方將黃道帶上群星劃分為十二星座,中國古代則命名為二十八宿。它們圍繞著北極星,日復(fù)一日東升西落。

      將黃道24等分,太陽每經(jīng)過一份弧為一節(jié)氣。因?yàn)樘栠\(yùn)行并非勻速,每一節(jié)氣的跨度就不必然相等。同時,“七衡六間”與地球上的五帶劃分存在著對應(yīng)關(guān)系,中衡對應(yīng)于赤道,內(nèi)衡、外衡分別對應(yīng)北回歸線、南回歸線。

      二十四節(jié)氣是我國古代農(nóng)學(xué)領(lǐng)域的一大創(chuàng)造,幾千年來對指示物候時令、指導(dǎo)農(nóng)耕生產(chǎn)起到了重要作用。西漢天文學(xué)家落下閎測定二十四節(jié)氣的日期,并將其編入《太初歷》。他規(guī)定偶數(shù)項(xiàng)的節(jié)氣如雨水、春分、谷雨一定要在當(dāng)月出現(xiàn),否則要定這個月為上月的閏月,這種置閏原則一直沿用至今。

      劉會中

    (責(zé)編:王連香、連品潔)

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