1.1.2 古人觀星定向思維的發(fā)展過程
實(shí)際上,在很早的古代,人們就已經(jīng)用觀察星星方位的方法來確定方向了。不過,古人觀星定向也經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展、變化的過程。你會(huì)說,觀星定向?太陽那么大、那么明亮,干嗎還要去認(rèn)星星辨方向呀?哦,晚上有太陽嗎?就算是白天你敢“直視”太陽嗎?那就用月亮好啦!我敢直視月亮,而且月亮似乎是白天、晚上都有的。是呀,那么大、那么明亮的月亮,難道我們的祖先就沒有想過去利用它,而是費(fèi)力地去找星、辨星用來定方向?原因當(dāng)然有,聽我們慢慢說。
1.立竿見(測)影
太陽耀眼的光芒使人對(duì)其無法直視,更何況太陽高懸天際,也沒法用一般工具直接測量。所以要測量太陽的運(yùn)行軌跡,必須采用間接手段。
怎樣做呢?通過觀察,古人發(fā)現(xiàn),被陽光照射的物體,一定會(huì)有相應(yīng)的陰影。于是,人們不難聯(lián)想到:只要將某一有固定長度或高度的物體,長期固定在某一能被陽光全天候全方位照射的地方,那么就可以通過測量此物體陰影的變化來追索出太陽的運(yùn)行規(guī)律。這樣,人類最早的辨別方向以及計(jì)時(shí)的工具和方法就出現(xiàn)了——立竿測影。
所謂“立竿測影”,就是將一根木桿樹立在一片露天的空曠地面上,通過觀測每日每時(shí)木桿影子的長度和角度變化來測算具體的方位、時(shí)節(jié)和時(shí)點(diǎn)。古人“立竿測影”法的原理,在其具體應(yīng)用上,我們可以做如下推測。
立竿測影法最先可能是用于測量每日“日中”時(shí)點(diǎn)的變化。太陽東升西落的運(yùn)行軌跡變化會(huì)在不同時(shí)點(diǎn)上留下不同角度的陰影,通過測量陰影角度的變化就能推算出具體的時(shí)點(diǎn)。被用作時(shí)辰報(bào)點(diǎn)的“日晷”就是依據(jù)此原理制成的。然后隨著人們?nèi)諒?fù)一日、年復(fù)一年的不斷測量,通過大量的數(shù)據(jù)積累會(huì)發(fā)現(xiàn),同一個(gè)時(shí)點(diǎn)在每年不同日子里,其桿影的長度也呈現(xiàn)周期性的變化。我們的祖先生活在北回歸線以北、北極圈以南,他們發(fā)現(xiàn):每年天最炎熱的時(shí)節(jié)里,太陽運(yùn)行的軌道相對(duì)靠近北部,此時(shí)的桿影相對(duì)偏短;而每年最寒冷的季節(jié)里,太陽運(yùn)行的軌道相對(duì)靠南,此時(shí)的桿影相對(duì)偏長。為了準(zhǔn)確測量此變化,我們的祖先又做了更精確的測量:以每日正午太陽運(yùn)動(dòng)至軌道最高點(diǎn)、桿影最短時(shí)的桿影長度為基準(zhǔn),準(zhǔn)確測量一年四季(實(shí)際是最冷的一天的一個(gè)周期循環(huán))中每一天正午時(shí)刻桿影的長度,然后記錄下每天此時(shí)桿影長度的數(shù)值,從而得出四季流轉(zhuǎn)中太陽運(yùn)行的規(guī)律。通過數(shù)據(jù)比對(duì)不難發(fā)現(xiàn),一年中必有那么一天日影最長、一天日影最短,這最長的一天就是被后世稱為“冬至”,最短的那天就是“夏至”。在確定了冬至和夏至這兩天后,在由冬至到夏至和夏至到冬至的兩個(gè)半年里再進(jìn)行對(duì)半分,則得到了“春分”和“秋分”這兩天。(雖然春分和秋分在立竿測影上并無顯著特征,但這兩天在確定“天赤道”的方法里有不可替代的作用。)這種通過測量桿影長度變化來確定一年內(nèi)具體的每一天的方法,后來演化成“圭表法”。
在掌握了“圭表法”計(jì)日后,人們自然會(huì)因?yàn)闂U影長度的幾個(gè)特征數(shù)值而注意到一年中四個(gè)特殊的日子——冬至、夏至、春分、秋分。而這四個(gè)日子在圭表上則反映為三道被著重標(biāo)記的刻線:冬至點(diǎn)標(biāo)線離測桿基點(diǎn)最遠(yuǎn),夏至最近,春分和秋分時(shí)標(biāo)線到基點(diǎn)的距離等于測桿長度,如圖1.13所示。

圖1.13 古人經(jīng)過一個(gè)“冷暖冷”周期的測量,利用太陽影子的周期性變化,確立了兩分兩至點(diǎn),從而確立了方向
因?yàn)檫@三道線在圭表法中是一年時(shí)節(jié)四等分的依據(jù),所以其重要性獨(dú)一無二、無可替代。我們的祖先為了彰顯其重要性,還將其作為文飾而到處刻畫。從一些考古發(fā)掘出的出土文物中就可見一斑,如圖1.14所示的象牙梳就是大汶口文化的遺物,其表面就刻畫了一圈呈橫“8”字形回旋的“三”字紋。

圖1.14 大汶口文化距今6500—4500年,延續(xù)時(shí)間約2000年
這種“三”字紋很有可能就是后世陰陽八卦的原形。不過,在那個(gè)時(shí)代也沒有今日之“陰陽”。雖然從紅山文化(距今五六千年)發(fā)掘出的玉器中,我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)已經(jīng)有了雌雄兩兩相比的概念,并有向“陰陽”概念發(fā)展的趨勢,但我們并不能因此而斷定當(dāng)時(shí)也會(huì)有從“陰陽”推演出的“八卦”。況且,從進(jìn)化論的角度來看,事物的發(fā)展大多會(huì)經(jīng)歷從簡單到復(fù)雜、從孤立到系統(tǒng)的過程。而即使是相對(duì)簡單的各只有三道線共八個(gè)卦象的先天八卦,其中也包含了不少的數(shù)理計(jì)算。因此,很難想象“八卦”能被一蹴而就地發(fā)明出來(神話中,伏羲根據(jù)天地圖形一下子畫出來,據(jù)說那來源于上天的傳授),而應(yīng)該是經(jīng)歷了反復(fù)推演變遷后所得的,八卦應(yīng)該有更原始、更單純的雛形源出。所以八卦的雛形起源于沒有“陰陽”之分的“三”字紋是種合乎邏輯的推測。后世的八卦很有可能就是“三”字紋與“雌雄相匹”這兩種意識(shí)交融的成果,兩者交融從而催生出“陰陽八卦”。
從考古上看,華夏先祖早在5000年前就已經(jīng)掌握圭表測量的技術(shù),安徽含山一距今5600年至5300年的考古遺址中所發(fā)現(xiàn)的一塊玉制龜板上就有表示土圭測日的痕跡,如圖1.15所示。

圖1.15 龜板上的痕跡具有明顯的規(guī)律,且有方向性的指示
從此玉龜板上看,當(dāng)時(shí)的古人不僅知道了春分、秋分、冬至和夏至,還有了立春、立夏、立秋和立冬的概念。至此可以認(rèn)為,我們的祖先已經(jīng)有了一套相對(duì)精確的計(jì)時(shí)方法,可以通過太陽的變化來測算出今天處于一年四季中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上、今時(shí)又處于一天中的哪個(gè)點(diǎn)刻上。有了這種精確的計(jì)時(shí)方式,何時(shí)進(jìn)行種植業(yè)的播種收獲就有了準(zhǔn)確的依據(jù),種植業(yè)才能高效地運(yùn)行而規(guī)避因擇時(shí)錯(cuò)誤而帶來的巨大損失。這在人類生產(chǎn)力發(fā)展的歷史上是個(gè)重大的進(jìn)步,有了種植業(yè)的發(fā)展,人類就能用同樣面積的土地養(yǎng)活更多的人,從而釋放剩余勞動(dòng)力來從事其他工作,為人類的進(jìn)步打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!
2.從圭表到星象
“圭表法”紀(jì)日是在新石器時(shí)代晚期的生產(chǎn)力條件下所能運(yùn)用的一套最有效的計(jì)時(shí)和判定方向的方式。但這套方法在當(dāng)時(shí)卻有個(gè)明顯的短板——需要有專職的觀測員脫產(chǎn)(不種地)從事日象觀測;并且需要長期(跨年度)固守在某一固定地點(diǎn)才能有效展開工作。這兩個(gè)問題放在生產(chǎn)力高度發(fā)達(dá)的當(dāng)下來看,簡直不是問題,但在新石器時(shí)代晚期卻是個(gè)重大難題。
首先,在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力條件下,各部落的人口總數(shù)是相當(dāng)少的。從目前的考古發(fā)現(xiàn)來看,當(dāng)時(shí)一般的城邑也就能容下千把人的人口,其規(guī)模也就相當(dāng)于現(xiàn)在的一個(gè)村。受當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)水平限制,當(dāng)時(shí)的糧食畝產(chǎn)量是相當(dāng)?shù)偷模患敖袢盏氖种唬ó?dāng)時(shí)的耕種主要為“刀耕火種”,純粹靠山吃山,沒有灌溉、施肥等人工助產(chǎn)手段)。所以在當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力條件下,要每個(gè)村都來供養(yǎng)幾個(gè)專職的天文工作者是不現(xiàn)實(shí)的。村里人各種各的地,也僅能保證溫飽無虞,還要防備各種天災(zāi)人禍帶來的風(fēng)險(xiǎn),所以一個(gè)小城邑或村落的有限剩余農(nóng)產(chǎn)品是難以“供養(yǎng)”一套專職的天文觀測班子的。因此,當(dāng)時(shí)有限的生產(chǎn)能力是不支持絕大多數(shù)城邑村落來長期從事“立竿測影”這一脫產(chǎn)工作的。
其次,當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也難以保證個(gè)人能長期固守某地從事立竿測影工作。眾所周知,最早的種植方式是“刀耕火種”,即先以石斧砍伐地面上的樹木以及枯根朽莖、草木曬干后用火焚燒。經(jīng)過火燒的土地變得松軟,不用翻地,利用地表草木灰作肥料,播種后不再施肥,一般種一年后易地而種。這種一年一轉(zhuǎn)移的生產(chǎn)方式是新石器時(shí)代晚期最普遍的種植方式,如果天文觀測人員也跟著進(jìn)行轉(zhuǎn)移,那么所測得的日影數(shù)據(jù)必然會(huì)引入年際間的地域誤差,這對(duì)確定具體時(shí)節(jié)的精確度是會(huì)造成重大影響的。
另外,使用立竿測影法就必須先清理出一片大面積的平坦開闊的露天廣場,這樣才能保證陽光不受遮蔽阻擋地照射到測影竿上。這問題在田畝連片的后世并不難解決,但在灌木連片成林的洪荒年代,要開墾出一大片空曠地也絕非易事。這也需要耗費(fèi)不少的人力才能辦到,對(duì)一般的小城邑或村落而言,是筆沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),沒有一定規(guī)模的生產(chǎn)力也是難以承辦此事的,若是在山區(qū)就更困難了。
所以,以立竿測影為原理的圭表法紀(jì)日,雖然在技術(shù)上能保證計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度,但其人力投入也較大,一般村落難以負(fù)擔(dān)其高昂的經(jīng)濟(jì)花銷。所以圭表法紀(jì)日難以全面推廣,我們的祖先需要更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式來解決年內(nèi)紀(jì)日的問題。但此時(shí)在太陽觀測技術(shù)上已經(jīng)難以再有突破性的技術(shù)創(chuàng)新了,于是人們就將目光從白天的太陽轉(zhuǎn)移到了夜晚的星星,希望從星星變化中找到與太陽運(yùn)行相關(guān)的規(guī)律,來降低紀(jì)日工作的經(jīng)濟(jì)成本,以利于推廣普及。
3.為何不是月亮
夜晚的星空中最明亮也最易被觀測到的天體,當(dāng)首推月亮。古人應(yīng)該先想到月亮呀!但是相對(duì)于恒星,月亮的變化規(guī)律對(duì)于古人來說太難以掌握了。現(xiàn)今我們所用的傳統(tǒng)農(nóng)歷,也是以回歸月的29.5天為一個(gè)周期來紀(jì)月,對(duì)于我們是早已習(xí)慣了這種紀(jì)月方式,所以往往也就理所當(dāng)然地認(rèn)為自古以來都是這么紀(jì)月的。那么歷史真的是這樣的嗎?
首先,出土文物并不支持此觀點(diǎn)。在整理安陽殷墟的出土甲骨時(shí),學(xué)者們就發(fā)現(xiàn):殷商甲骨中有不少在“十三月”所做的占辭,而當(dāng)時(shí)各個(gè)月的時(shí)間也并不固定,最少的僅28天,最長的有32天——可見當(dāng)時(shí)并沒有形成一套持久穩(wěn)定的紀(jì)月方式。從出土文物所示內(nèi)容以及專業(yè)學(xué)者的研究來看,中國古代制定出一套完整的以月紀(jì)年的方法(19年7閏),最早也只能追溯到西周中后期。還有,從近些年挖掘出的山西陶寺天文臺(tái)遺址來看,最早的紀(jì)月方式似乎并不是一年12個(gè)月,而是一年10個(gè)月(那時(shí)候一年有5季:春、夏、長夏、秋、冬,按木、火、土、金、水的相生關(guān)系而自然循環(huán),兩個(gè)月對(duì)應(yīng)一季,似乎是很明顯也很有道理的)。今天地處西南的彝族依然使用一種一年十等分的十月歷。由此可見,今天所用的“19年7閏”的農(nóng)歷并不能想當(dāng)然地認(rèn)為“自古有之,理所當(dāng)然”。很有可能初始的紀(jì)月方式并非以回歸月的29.5天為基數(shù)基準(zhǔn)。
其次,要發(fā)現(xiàn)“19年7閏”的月相變化規(guī)律其實(shí)并不容易。因?yàn)樵谌说臐撘庾R(shí)里,喜歡以2、3、5這三個(gè)數(shù)為起點(diǎn),并通過對(duì)這幾個(gè)數(shù)的不斷擴(kuò)大倍數(shù)來尋找物理運(yùn)動(dòng)的數(shù)理關(guān)系。但“19年7閏”中的兩個(gè)數(shù)“19”和“7”都是質(zhì)數(shù),與2、3、5之間不存在倍數(shù)關(guān)系,所以要找到19與7之間的數(shù)理聯(lián)系是需要通過大量的對(duì)觀測數(shù)據(jù)的處理才能得到的。
其實(shí),直到春秋戰(zhàn)國前,人的平均壽命也就40多歲——那就意味著人的一生一般也就能見到兩個(gè)完整的“19年”輪回而已。所以個(gè)人要在有限生命中,通過有限的天文數(shù)據(jù)積累來歸納總結(jié)出“19年7閏”的年月周期,是件很難辦到的事。只有當(dāng)天文觀測數(shù)據(jù)足夠多時(shí),才能建立可靠的數(shù)理模型。按統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來看,至少需要20組數(shù)據(jù)的分析才能達(dá)到樣本足夠大、偏差低于5%的數(shù)學(xué)要求。因此,很難想象在新石器晚期,在有限的觀測記錄和艱難的保存手段下,我們的先祖就能積累足夠多的數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)“19年7閏”的月相變化規(guī)律。
由此看來,月亮雖然是夜空中最容易被觀測到的天體,但其本身獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)規(guī)律讓人難以捉摸,故以月亮的運(yùn)行軌跡為坐標(biāo)來簡潔明了地追蹤和表述太陽的運(yùn)行軌跡是難以實(shí)現(xiàn)的,我們的祖先必須去找到其他的標(biāo)記方式來標(biāo)記太陽的運(yùn)行規(guī)律。但夜空中除了月亮外,就是漫天星辰了;在這么多的星辰中,又該挑選哪些既有明顯特征,又能被明顯觀測到的星辰呢?
4.不動(dòng)的恒星
在漫天的星星中,首先排除的就是金、木、水、火、土五大行星(這是西漢以后對(duì)五大行星的稱呼,東周以前并不如此命名)。雖然這五顆星的運(yùn)行軌跡完全不同于其他星辰自東向西的運(yùn)行規(guī)律,各有各的特色且易于辨認(rèn),但這五大行星的運(yùn)行并不遵循固定(視)軌跡運(yùn)行,會(huì)令初學(xué)天文者感到難以捉摸。水星(古稱辰星)和金星(古稱太白)只有在日出前或日落后的一段時(shí)間里出現(xiàn),還不是全年都能看到;火星(古稱熒惑)紅色的色澤在漫天星辰中顯得與眾不同,但其時(shí)快時(shí)慢的運(yùn)行軌跡讓人無所適從;木星(古稱歲星)和土星(古稱鎮(zhèn)星)是自西向東運(yùn)行,與其他星體的運(yùn)動(dòng)方向相反,而且它們的運(yùn)行周期太長。五大行星與眾不同各具特色的運(yùn)行軌跡使得它們難以被用于作為紀(jì)年紀(jì)月紀(jì)日的基準(zhǔn)星(木星比較特別,被稱為歲星,是因?yàn)樗哂?2年的公轉(zhuǎn)周期),所以它們首先被排除出候選名單。
其他的星辰雖然都是每晚自東向西運(yùn)行,且星與星之間的距離與位差始終保持恒定——這也是“恒星”一詞的由來——但在數(shù)以萬計(jì)的星辰里,究竟選哪些星辰作為基準(zhǔn)的標(biāo)志星比較合適呢?
仰望夜空會(huì)一目了然地發(fā)現(xiàn):整個(gè)夜空的恒星在從黃昏到黎明的整個(gè)黑夜里,都是像太陽那樣從東方升起西方落下,并且也是沿著與太陽運(yùn)行軌道類似的圓弧軌道運(yùn)行。于是,古人們自然會(huì)思索:能否在這漫天的繁星中找出些易于被觀測并有顯著特征的星,作為計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)標(biāo)識(shí),并以此為基礎(chǔ)制作一套報(bào)時(shí)定位系統(tǒng)呢?
經(jīng)過反復(fù)的觀測,我們處于北半球中高緯度的祖先終于發(fā)現(xiàn):所有恒星的圓弧運(yùn)動(dòng)都似乎是在圍繞同一中軸作圓周運(yùn)動(dòng),而這個(gè)中軸就在天穹上的頂點(diǎn),應(yīng)該在北方天空的某一點(diǎn)上,這個(gè)點(diǎn)就是所謂的“北極”。如《晉書·天文志》就明確指出:“北極,北辰最尊者也,其紐星,天之樞也。”隨著更多、更深入的觀測,人們又發(fā)現(xiàn),這條“中軸”并不與地平面平行,而是與地平面成一定角度的夾角。而天空中北半球的某些星也因此在一年四季中的無論哪一天都能整夜出現(xiàn)在夜空中,這一片天空構(gòu)成了后來所謂的“恒顯圈”(我國天區(qū)分布中最重要的三垣里的恒星基本都屬于這里)。這片天空面積所占的比重在夜空中最大,這里的星辰運(yùn)動(dòng)軌跡差異也最大。另一部分星在一年中的某些時(shí)候是無法被觀測到的。當(dāng)然,還有一部分星因?yàn)榈剌S傾角而始終無法被觀測到,也就是后來所謂的“恒隱圈”,但這部分始終看不到的天空顯然不在當(dāng)時(shí)古人的考慮范圍中,因?yàn)檫@片看不到的天空顯然是沒有“實(shí)用”價(jià)值的。于是,我們的祖先就從恒顯圈入手,找尋具有觀測和實(shí)用價(jià)值的星或星群。最明顯的當(dāng)然就是“北斗七星”啦!
5.北斗
古人說到的“北斗”,大家馬上就會(huì)聯(lián)想到呈勺狀的北斗七星(圖1.16)。是的,北斗七星是北半球較為明亮的一組星,不僅我們中華民族的先祖觀察到了這一組亮星,北半球其他中高緯度的先民也都看到了它們,譬如古希臘所劃分的大熊星座就是以北斗七星為主的星座,生活在北極圈的薩米爾人(瑞典)也有類似的北斗星座,等等。

圖1.16 在曠野中用一般相機(jī)拍攝到的北斗七星
為什么北半球的先民都會(huì)不約而同地選擇北斗七星作為計(jì)時(shí)定向的工具呢?其實(shí)原因也很簡單——北斗七星是夜空中最容易被區(qū)別和觀測的一組亮星。
首先,北斗七星處于北半球天空的恒顯圈中,一年四季都能在夜空中被觀測到,觀測北斗七星可保持觀測的連續(xù)性;其次,北半球的亮星比南半球的少,而北斗七星又是北半球中少有的一組亮星,所以北斗七星是相對(duì)最容易被識(shí)別和區(qū)分出的一組亮星。觀測者在追蹤北斗七星的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)就不會(huì)被其他亮星干擾,對(duì)天文初學(xué)者來說“易標(biāo)識(shí)”是相當(dāng)重要的一點(diǎn)。基于以上兩點(diǎn),北斗七星就自然成為居住于北半球中高緯度各地先民的首選天然“報(bào)時(shí)器”加“定向儀”。
我們的祖先在對(duì)北斗進(jìn)行長期觀測后發(fā)現(xiàn),在一日內(nèi)的整個(gè)夜晚中,北斗七星圍繞著北極點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)(圖1.17)。而經(jīng)過長期的進(jìn)一步觀測后,人們發(fā)現(xiàn):若選擇每天同一固定時(shí)間觀測北斗七星,那么將其全年在此時(shí)間點(diǎn)上(每天)所處的位置進(jìn)行連線,得到的依然是一個(gè)以北極為原點(diǎn)的圓周。因此,人們會(huì)思考:能否以每日內(nèi)的一個(gè)固定或相對(duì)固定的時(shí)間點(diǎn)位為基準(zhǔn),通過觀測北斗七星的位置來確定每日處于年內(nèi)的哪個(gè)具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)上,從而制作一套相對(duì)圭表法而言更加簡單易懂的紀(jì)日定向方法呢?

圖1.17 通過計(jì)算機(jī)推演的2000年前黃河流域的星象夜景
6.黃昏
在開始動(dòng)手制作新的報(bào)時(shí)器后,遇上最大的難題就是:在一夜中,選擇哪個(gè)具體時(shí)間點(diǎn)觀測北斗七星的方位變化,由此來作為全年觀測分析的基準(zhǔn)呢?這個(gè)問題在今天看來簡直不是問題,只要大家對(duì)個(gè)表、定個(gè)時(shí)不就解決了嗎?但遙想在四五千年前的遠(yuǎn)古,別說鐘表,當(dāng)時(shí)連個(gè)鐘擺沙漏都沒有,甚至漏刻之類的最原始計(jì)時(shí)工具也沒有,而日晷圭表之類需要陽光照射才能報(bào)時(shí)的工具在夜晚又起不到絲毫作用。在這樣的情況下該如何確定具體的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)呢?
在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力條件下(新石器時(shí)代),一天內(nèi)有兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)相對(duì)其他時(shí)段最容易把握,那就是黃昏和黎明。在這兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)觀測,相對(duì)其他時(shí)段有何優(yōu)勢呢?
首先,黃昏時(shí)太陽剛落山,黎明時(shí)太陽即將躍起,此時(shí)天空由亮轉(zhuǎn)黑和由黑轉(zhuǎn)亮,這兩個(gè)轉(zhuǎn)換過程都是在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成的,一般都不超過三刻鐘(圖1.18)。相對(duì)于漫漫黑夜,這兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的時(shí)間跨度是小得多的,因此,觀測不占用勞作人員很多的時(shí)間,精力容易集中。進(jìn)行星象觀測所得的數(shù)據(jù)的精確度也容易得到保障。

圖1.18 黎明(上)和黃昏(下)時(shí)的天象
其次,在這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)里觀測天象,也能與日晷計(jì)時(shí)做有效結(jié)合。因?yàn)椋诶杳鲿r(shí),太陽剛從東方地平線露頭時(shí),已經(jīng)有一縷陽光照射到了日晷上,通過日晷已經(jīng)能大概知道具體時(shí)間。而此時(shí)光線還很微弱,不足以照耀整個(gè)天空,此時(shí)西方的天空還處于夜色中,依然能在此時(shí)看到西方天空的星辰。同樣的道理也適用于黃昏,此時(shí)太陽即將西沉,西邊的最后一縷陽光還能照射到日晷上,但已經(jīng)無法照耀東方天際,東方夜色已露,星辰也隨之顯現(xiàn)。
在確定了兩個(gè)最佳觀測時(shí)段后,又應(yīng)該在兩者中選擇哪個(gè)時(shí)段作為基準(zhǔn)觀測時(shí)間點(diǎn)呢?是黃昏,還是黎明?根據(jù)各種記載和文獻(xiàn)來看,我們的祖先首先選擇了黃昏作為觀測基準(zhǔn)時(shí)段。那么相比于黎明,黃昏的優(yōu)勢又在哪呢?
首先,人的自然作息規(guī)律是日出而作、日落而息,一般在天亮后人才會(huì)醒來,在日落后人才會(huì)休息。所以黃昏時(shí)刻,人還處于一天中的活動(dòng)周期內(nèi),此時(shí)更能專注精神從事天文觀測,并且在此之前有充裕的時(shí)間做與之相關(guān)的準(zhǔn)備工作。反觀在黎明時(shí)分進(jìn)行觀測的話,人剛從睡眼惺忪的狀態(tài)中醒來,人的精神和體能狀態(tài)都遠(yuǎn)未達(dá)到最佳狀態(tài)。若要提前做準(zhǔn)備工作的話,更是要在黎明前的黑暗中摸索,這在缺乏人工照明的遠(yuǎn)古可是件難度不小的工作。由此可見,兩相比較后,顯然在黃昏時(shí)刻觀測天象更有利于天文工作的展開,先祖最早約定的天文觀測基準(zhǔn)時(shí)間也因此被定格在黃昏時(shí)刻。
在確定了黃昏為基準(zhǔn)觀測時(shí)刻后,再來看北斗七星在一年內(nèi)的黃昏中有哪些具有典型特征的方位變化。經(jīng)過觀測發(fā)現(xiàn),在冬至前后的冬季中,黃昏時(shí)刻北斗七星的斗柄指向北方;在夏至前后,黃昏時(shí)刻指向南方;在春分前后,黃昏時(shí)刻指向東方;在秋分前后,黃昏時(shí)刻指向西方(圖1.19)。這就是戰(zhàn)國著作《鹖冠子》中所指的:“斗柄指東,天下皆春;斗柄指南,天下皆夏;斗柄指西,天下皆秋;斗柄指北,天下皆冬。”后來人們在此基礎(chǔ)上,又在四個(gè)對(duì)角線上加入了“立春、立夏、立秋、立冬”的概念,加上原有的“春分、秋分、冬至、夏至”,一年被八等分、形成了“八節(jié)”的概念。

圖1.19 同樣是計(jì)算機(jī)模擬的3000年前我國戰(zhàn)國時(shí)期黃昏時(shí)刻天空中北斗七星的形態(tài),春季指東(a)、夏冬則指向南北(b)、(c)
至此,人們終于制作出了另一套可用于年內(nèi)紀(jì)日的報(bào)時(shí)定向系統(tǒng),并且相比于圭表法,北斗報(bào)時(shí)系統(tǒng)的操作更方便。圭表法必須常年固定在某一區(qū)域,并配有專職天文觀測人員,才能有效運(yùn)作;而北斗報(bào)時(shí)系統(tǒng)的要領(lǐng)簡單,每晚黃昏時(shí)刻仰天一望就一目了然,易學(xué)易操作。因此,北斗報(bào)時(shí)定向系統(tǒng)就成了當(dāng)時(shí)普通大眾所熟知的計(jì)時(shí)器和定位儀,北斗的文化影響力也由此奠定!