【观象授时】古代的天文台都长啥样？

天文学是基于观测的学科，需要在一定的场所进行天象观测活动。在古代开展这样的工作就必须具备一座观测高台，以保证视野开阔，可以清楚地观测日月星辰，从而不受地面房屋和树木遮蔽的影响。早期的观测场所就是从土堆高台发展而来，就是所谓的“积土为之所，以观望也”，这也是现代天文台的始祖。从发展趋向和规律来说，先是有了简易的高台，然后又不断创制出各类天文观测仪器，最终天文台还逐步有了制订历法、占验授时和考核教育等功能，成为职能完善的天文机构。

清代画家徐扬绘北京观象台

古人将天文观测场所称为清台、神台、灵台、观星台、观象台等。据历史典籍记载，夏代的天文台叫清台，商代的天文台称神台，周代则又改为灵台。不过，以上三代中的前两代早已无法考证，只有周代灵台的记述稍为详尽。

《钦定书经图说》“璇玑玉衡图”

（“璇玑玉衡”指的就是浑仪，图中描绘了帝舜摄政之后，使用浑仪观测天象。这幅图为后人想象，当时还没有浑仪这样复杂的天文仪器。）

据说周文王时期，曾在都城丰邑西郊筑有一座灵台，台高二丈，周四百二十步。《诗经·大雅·灵台》称：“灵台，民始附也。文王受命而民乐。其有灵德以及鸟兽昆虫焉”，而且“经始灵台，经之营之，庶民攻之，不日成之。”灵台是观象占验之所，古人认为可以据此仰测天意，具有非常大的象征意义。周文王聚众修建灵台，从开始规划修筑，到最终完成，只使用了很短的时间，这其实也是借助百姓为周王建造灵台之事，表明文王有德，使人民乐于归附。

当然，古代统治者一般将观测天象，占卜吉凶的大权控制在自己手中，以此表明自己是“受命于天”，所以天文台通常只有中央政权才能拥有。周文王建灵台时，其地位还仅是诸侯，以诸侯之身份建造灵台，实际上已是僭越犯上的行为。

东汉许慎（约58-约147年）在《五经异义》中曾言：“天子有三台，灵台以观天文；时台以观四时施化；囿[yòu]台以观鸟兽鱼鳖。诸侯卑，不得观天文，无灵台，但有时台、囿台。”郑玄则称：“天子有灵台者，所以观祲象、察氛祥也。文王受命而作邑于丰，立灵台。”这些都表明，诸侯一般都没有灵台，只有天子权力衰弱的时候，诸侯们才敢于建造自己的天文台。

春秋时期的鲁国也建有天文台，称之为观台。据《左传》记载，僖公五年（公元前655年）正月辛亥朔日南至（日南至即冬至日），鲁僖公亲自登上观台观测天象，史官们对此还作了记录。昭公二十年（公元前520年）二月己丑日南至，天文官梓慎也曾至观台上望氛（望氛即望气，古代泛指观天文、望云气的活动）。

早期的天文台除了观测天象，还兼做气象观测，有时还是祭祀的场所。后来随着天文工作的发展和祭祀活动的制度化，这才逐渐将两者分开。祭祀和颁布时令等活动被转移至明堂或者专门的社坛神庙，天文台逐渐成为专门进行观测的地方，随着观测水平的发展，台上开始出现了各类仪器设备。

《鲁班经》“司天台式”

西汉时，长安城郊筑有天文台，最初叫清台，后改称灵台，台高十五仞（音rèn，古时八尺或七尺叫做一仞）。上有浑仪，铜表及相风铜鸟等仪器，东汉迁都洛阳后此台仍在使用。对此，古代地理书籍《三辅黄图》记载有：“汉灵台，在长安西北八里，汉始曰清台，本为候者观阴阳天文之变，更名灵台。郭延生《述征记》曰：‘长安宫南有灵台，高十五仞，上有浑仪，张衡所制，又有相风、铜鸟，遇风乃动……又有铜表，高八尺，长一丈三尺，广尺二寸，题云太初四年（公元前101年）造’”。

东汉中元元年（56年），当时都城洛阳的平昌门南直大道东西两边建有灵台和明堂各一座。其中的灵台属太史令管辖，有一名灵台丞主持工作，负责测侯日月星气。对此，《东观汉记》记载：“中元元年初，起明堂、灵台、辟雍及北郊兆域”，《玉海》引《洛阳记》记有“平昌门南直大道，东是明堂，道西是灵台”

另据史料记载，这座灵台应是当时全国最大的国家天文台。自东汉建武中元元年开始，一直到曹魏和西晋时期，连续使用长达250年之久。东汉天文学家张衡（78-139年），先后两次出任太史令，负责此台的观测工作。可惜该台今已不存，1974年经考古发掘，这座东汉灵台的遗址在洛阳城南郊（今偃师县境内）被发现。

东汉灵台遗址

考古发现这座灵台的台体全部由夯土筑成，台基长宽各约50米，地面以上部分，因年代久远，已坍塌为一椭圆形的平面。灵台的四周有上下两层平台，均有建筑遗迹。其中，第二层平台比第一层回廊高出约1.8米，其南北宽约8.5米，四面各有五间建筑，每面总长约27米，每间面阔约5.5米，可见建筑总体规模之大。据记载：此灵台共十二门。东汉章帝元和二年（85年）首制十二门诗，各以其月祀而奏之，灵帝熹平四年（175年）正月，又撰十二门新诗，予乐官习诵。东汉班固（32-92年）亦有《灵台诗》：

乃经灵台，灵台既崇。

帝勤时登，爰考休征。

三光宣精，五行布序。

习习祥风，祁祁甘雨。

百谷蓁蓁[zhēn]，庶草蕃庑[wǔ]。

屡惟丰年，于皇乐胥。

东汉以后，中国陷于长期分裂的局面，许多割据政权虽也设有自己的天文台，如前赵在长安，北魏在大同，刘宋在建康（今南京）均建有天文台，但规模一般比较有限。此外，有些王朝不但在首都设立天文台，还在皇宫内院设有相同设施，由宫内人员掌管，这样就可以与宫外之天文台相互比较，以防虚报瞒报。

例如，晋咸康年间（335-342年），东晋初期的后赵在襄国与邺两地大兴土木，建有内灵台。《晋书》记有：“又起灵风台九殿于显阳殿后, 选士庶之女以充之。后庭服绮、玩珍奇者万余人, 内置女官十有八等, 教宫人星占及马步射。置女太史于灵台, 仰观灾祥, 以考外太史之虚实”。可见，这座宫内灵台由女太史负责，为的是与宫外的灵台相对应，以考验天象观测之虚实。此外，当时还下令“禁郡国不得私学星谶，敢有犯者诛”，防止泄露天机。

隋代的天文台，虽然当时没有正式记录，但从后世史料可知，亦有观台和灵台。如《隋书·天文志》记有“史臣于观台访浑仪，见元魏太史令晁崇所造者，以铁为之……隋开皇三年（583年）新都落成，以置诸观台之上。大唐因而用焉”，另有“今按自开皇以后，天下一统,灵台以后魏铁浑天仪，观七曜盈缩，以盖图列星座，分黄赤二道距二十八宿分度，而莫有更为浑象者矣。”可见，当时的天文台已经普遍装备有浑仪和浑象等天文仪器。

唐朝在经历了“贞观之治”和“开元之治”后，国家极为繁荣。在天文机构的设立上也是规模相当宏大，比起汉朝有过之而无不及。由于人员建制分工明确，天文观测和研究活动兴旺，使得唐代的天文人才辈出。如唐初太常博士吕才（606-665年）制作有四级补偿式浮箭漏刻。开元年间，一行（683-727年）和南宫说[yuè] 等人还进行了一次史无前例的天文大地测量活动，在全国十余个地方立表测景，并以覆矩测定各地的北极出地高度。

《六经图考》中的“吕才漏刻”

唐代的天文机构名称曾多次更改，大致有：太史监、太史局、浑天监（浑仪监）和司天台等几种。至盛唐时期，长安就有数座天文台同时工作，东部洛阳亦有仰观台，而皇宫内也设立了宫内天文台。在这些天文台中，占候者日夜测候，观察唯勤。

白居易有诗《司天台》云：

司天台，仰观俯察天下际。

羲和死来职事废，官不求贤空取艺。

昔闻西汉元成间，上陵下替谪见天。
北辰微闇少光色，四星煌煌如火赤。
耀芒动角射三台，上台半灭中台坼。
是时非无太史官，眼见心知不敢言。
明朝趋入明光殿，唯奏庆云寿星见。
天文时变两如斯，九重天子不得知。
不得知，安用台高百尺为？

白居易指出，天文星象预示着政事的变化。西汉元帝和成帝年间，帝王昏庸懦弱，均可从天象中得知。在此诗中，他引古以儆今，告诫主管观测天象的官员，要把天象如实反馈给天子，以便了解到执政的得与失。当然，从“安用台高百尺为”的诗句，也能反映出唐代天文台规模之大。

不过，如今这些文献记载的唐代天文台皆已不存，目前只有南宫说在相传周公测景之地阳城（今河南省登封）所立的纪念性石表“周公测景台”，至今仍然树立在那里。

河南省登封“周公测景台”

唐朝对天文观测的管理也非常严格，注重相关“保密”工作。如天宝十三年（754年）曾下令太史局官员除朔望上朝外，非别有公事，一律不须入朝。文宗开成五年（840年）十二月则有敕示：“司天台占候灾祥，理宜秘密。如闻近日监司官吏及所由等，多与朝官并杂色人交游，既乖慎守，须明制约。自今以后，监司官吏并不得更与朝官及诸色人等交通往来，仍委御史台访察。”

宋代经济发展极为繁荣，对于天文观测很是重视，朝廷投入颇多人力和财力，尤其是北宋时期，据统计当时在天文方面的投入占到总收入的千分之一左右。这样的比例在古代历朝中是最高的，在今天看来更是难以想象。北宋在汴京（今河南开封）先后建立了四个天文台。其中最主要的是司天监的岳台和禁城内翰林天文院的候台，两个天文台的仪器设备是一样的，可以分别利用观测结果互相比较查验。此外，当时还有一个浑仪漏刻测验所，专门校验浑仪和漏刻，还有一个叫合台的。四座天文台中还各有大浑仪，皆为精密的观测仪器，且每座用铜约二万斤，这些都反映出北宋天文观测已经发展到了很高的水平。

与官方的巨大投入不同，北宋对民间人士研究天文则有严格控制，对于部分有真才实学者通常会酌情选入司天台任职，其余私自窥天或占验者则论罪处罚。按《宋史》记载：“太宗之世,召天下伎术有能明天文者,试隶司天台; 匿不以闻者, 罪论死”，太平兴国二年（977年）冬又下令：“十二月丁巳朔,试诸州所送天文术士,隶司天台,无取者黥配海岛。”与此类似的政策，在后来的元明时期也一直沿用，如明代洪武年间曾“命礼部选天下阴阳官子孙，年十二以上二十五以下，质羙而读书者，赴京习天文推步之术”，对于私学天文历法者则有历禁“习历者遣戍，造历者殊死”。

到了南宋时期，国力式微，天文台的规模和仪器数量已不如北宋，但亦有所建树。据《宋史·天文志》记载：“绍兴十四年（1144年），乃命宰臣秦桧提举铸浑仪，而以内侍邵谔专领其事，久而仪成；三十二年，始出其二置太史局。而高宗先自为一仪置诸宫中，以测天象，其制差小，而邵谔所铸盖祖是焉，后在钟鼓院者是也。清台之仪，后其一在秘书省。”《玉海》亦载：“庆元四年（1198年）七月，秘书省筑浑仪台，高二丈一尺。”

秦九韶《数书九章》“清台图”

辽代的天文台有候台，但史籍记载不详，具体规模和形式今已无从考证，可能比较简陋。相比辽代，金代在文化和科技方面略有进步，天文机构也更为完备，在占领北方之后，金沿袭宋之旧制，立太史局，设有候台。据记载，北宋靖康年间，金军攻陷开封，将汴京的天文仪器移至中都太史局候台。可以说，在北京设立大型观象台，就是从金代开始的。但因史料缺乏，无法确切得知其候台具体位置，有史家考证认为可能在今北京市白云观附近。

元朝初年，朝廷曾将金朝的天文仪器稍作修补用于观测，但因年代太久，且很多为宋代汴京旧仪，精确难以达到要求，即“开封府先朝遗留天文仪器甚多，然无一足裨实用。”于是，至元十三年（1276年）由郭守敬（1231-1316年）设计制造了许多新制仪器，至元十六年（1279年）安装于刚建成的元大都（今北京）的天文台之上。这座天文台也是元代天文机构太史院的办公所在地，当时的学者杨桓著有《太史院铭》，对其建筑布置有详细的记载。

元朝地域宽广，和唐朝一样，曾开展过全国范围的天文大地测量，选取有二十七个地点，比唐朝的规模更大。其中，在阳城还建造了一座永久性的观象台，设立于唐南宫说所立“周公测景台”之北。该观象台高四十多尺，建筑自身即作为四丈高表的一部分。到了明代，这里被称为观星台，至今仍屹立在登封县境内，作为“登封观星台”而被世人所熟知。

康熙《登封县志》“测景台图”

在大都和阳城建立天文台之前，至元八年（1271年），元世祖忽必烈还曾在当时的上都（今内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝旗）建造有回回司天台，以西域人扎马鲁丁为领导，使用西域仪象进行天文观测活动。

明初定都南京，太祖朱元璋在南京设立汉人和回回钦天监，下令筑钦天监观星台于鸡鸣山，回回钦天监之观星台于雨花台。朱元璋甚至还有亲自观测天象的习惯，有时竟然达到痴迷的程度，如《明太祖实录》记载：“联自即位以来, 常以勤励自勉。未旦即临朝, 哺时而后还宫。夜卧不能安席，披衣而起，或仰观天象，见一星失次，即为忧惕，或量度民事，有当速行者，即次第笔记，待旦发遣”，此外朱元璋还提及自己“每夕膳后自于禁中露坐, 玩索天象, 有达旦不寐者。盖上兼善推测, 于天心无不洞然也”。

《金陵梵刹志》明代鸡鸣寺观象台

永乐十九年（1421年），明成祖朱棣迁都北京，忙于营建故宫等宫廷建筑，无暇兴建天文台，也并没有直接将南京的天文仪器运至北京，只得在齐化门（后改为朝阳门）附近城墙上进行观测。至永乐二十二年（1424年），建立内灵台，但仍没有大仪器可以施用。

直到明英宗正统二年（1437年），行在钦天监正皇甫仲和奏称：“南京观象台设浑天仪、简仪、圭表，以窥测七政行度。而北京乃止于齐化门城上观测，未有仪象。乞令本监官往南京，用木做造，挈赴北京，以较验北极出地高下，然后用铜别铸，庶几占测有凭。”此建议随即得到批准。正统四年（1439年），在北京造铜浑天仪和简仪等仪器。正统七年（1442年）又动工建成观象台，将各仪器陈列于台上，即现今的北京建国门古观象台。随后又在台下建晷影堂等建筑，使得观象台初具如今所见之规模。

到了清代，清廷又对明代观象台上的仪器进行了彻底的改造，所有明代仪器皆于康熙年间被挪至台下，台上的观测仪器则都被替换成新制的西式天文仪器。北京观象台从明正统初年到1929年止，先后从事天文观测近五百年，也成为中国历史上连续观测最悠久的天文台。