在天文台周圍一些土木結構的房屋遺址附近,發現了各式各樣的漁叉,和明顯馴養山羊、綿羊、豬、牛的跡象。大約在建造這個觀日台的500年前,農民到達這裏定居。盡管這些早期新石器時代的農民僅僅觀測太陽的運動,但大約1000年後,他們就學會了計算月運周期,劃分星座。昴宿星團春季離開、秋季出現在北方的天空,跟莊稼的生長周期相同。圓盤大概就是一種在戈瑟克及其周邊地區用來觀測昴宿星團來決定種植和收割的工具。
戈瑟克遺址的第三個門的功用仍是未解之謎。它指向北方,但不完全是,可能沒有什麼天文學上的意義,因為這僅僅是一個觀日台。除了陶器碎片和箭頭外,還挖掘出了牛頭骨和人的骸骨。
最古老的天文鍾
世界上最古老的天文鍾誕生在我國。它是我國北宋天文學家蘇頌、韓公廉等人建造的“水運儀象台”,它能用多種形式反映及觀測天體的運行。
“水運儀象台”是一部複雜的機械裝置,整個機械係統是利用漏壺流水作動力,使儀器經常保持一個恒定的速度,和天體運行保持一致。又通過一套複雜的齒輪係統獲得所需要的各種運動又能以多種形式計時、報時。歐洲人把這種儀器稱為“天文鍾”。
水運儀象台高約十二米,寬七米,分作三層。上層放渾儀,用來觀測日從而達到既能演示天象,月星辰的位置。中層放渾象,它是一個球體,在球麵布列天體的星宿位置。下層設木閣,又分成五層。每層有門,到一定時刻,門中有木人出來報時。木閣後麵裝著漏壺和機械係統,起到控製水輪運轉速度的作用。
後世的鍾表就是從這裏演變出來的。蘇頌在1088~1094年所著《新儀象法要》,詳細介紹了水運儀象台的構造,反映了當時開封天文學和機械工程技術的偉大成就。
水運儀象台有以下突出貢獻:首先,為了觀測上的方便,屋頂做成活動的,這就是今天天文台圓頂的祖先。其次,渾象一晝夜自轉一圈,不僅形象地演示了天的變化,也是現代天文台的跟蹤機械——轉儀鍾的祖先。再次,所創造發明的“天關“、“天衡“和“天鎖“等部件組成的杠杆裝置,是世界上最早的“擒縱器”,為後世鍾表的關鍵部件,因而它又是鍾表的祖先。
這座利用水力運轉的儀器象台,是遠遠早於歐洲同類裝置的一項重大發明。國際上曾對它給予高度的評價,認為“很可能是後來歐洲中世紀天文鍾的直接祖先”。
最早的觀象台
陶寺文化遺址被國家文物部門定為國家級的重大考古發現——世界上最早的觀象台。
陶寺文化遺址位於山西襄汾縣城東北七八千米、崇山西麓的陶寺、中梁、宋村、東坡溝和溝西等村之間。東西長有2000米,南北寬1500米,總麵積300萬平方米,是個超大型遺址。遺址最早是在20世紀50年代進行文物普查時發現的。1978~1987年,由中國社會科學院考古研究所山西工作隊對該遺址進行全麵係統的發掘考察,曾發掘出普通居住址和早期大貴族墓地,從而確定了陶寺文化。
1999年至2001年間,在陶寺發現了陶寺文化中期城址(約公元前2100~前2000年),總麵積約為280萬平方米,城址北、東、南三麵城牆已經確定,城址平麵為圓角長方形。
通過不斷的發掘,發現了該遺址早中期的宮殿區,還發現了中期王級貴族大墓。在中期小城祭祀區發現了可能具有觀象授時功能的大型建築,這就是我們姑妄稱之的“東坡溝”觀象台。
這座尚未進行考古命名的可能具有觀象授時功能的大型建築就“坐落”在東坡溝村,位於陶寺城址的東南位置。發掘工地可見有三層夯力結構,形狀為一座直徑約50米的半圓形平台。台座頂部有一個半圓形觀測台,以觀測台為圓心,由西向東方向,呈扇狀輻射著13個土坑。
據考古人員介紹,這座平台原有13根夯土柱,古代人利用兩柱之間來觀測正東方向的塔兒山日出,並依據日光影可以推測出一年的12個節氣,經與現在農曆時間比較,實地模擬觀測後,節氣時令精確度十分高。上層台基夯土柱縫的主要功能之一可能是觀象授時,由此來指導農民及時耕種。從發掘現場的發現判斷,這座平台還被當時的人們用於祭祀。