【梁二平专栏】丝绸之路中亚五国考察札记(12) | 墙象限仪,大地上的天眼

作者:梁二平时间:2026-03-18点击数:

撒马尔罕列基斯坦广场的三座神学院,几乎一个模样,一样的宏伟,一样的绚丽。如果真想找出不一样的地方,我以为左边的兀鲁伯神学院是一个特殊的存在:一是,这三个建筑中它年岁最大,建于1417-1420年,比另外两个建筑大两百多岁。二是,它以兀鲁伯之名命名。兀鲁伯是帖木尔的曾孙子,帖木尔帝国的一代统治者,同时,他还是青史留名的天文学家。三是,它不仅是培养神职人员的学府,还是一个研究天文学的重要基地。据说,兀鲁伯曾亲自在此授课,这里是他统治期间世俗科学思想的中心。

不过,在这个巨大的建筑里,除了一个后来摆在这里的日晷,已看不到任何与天文学有关的东西了。我拍了一张日晷与兀鲁伯神学院建筑在一起的照片(图一),就兴冲冲地上车赶往城外——兀鲁伯天文台遗址。这里立着一块我在中亚五国唯一见到的中文博物馆铭牌:“米尔扎·兀鲁伯博物院——15世纪国家保护景点”。将兀鲁伯天文台遗址和旁边小小的展览馆译成“博物院”,好像有点大。中国叫博物院的有故宫博物院、南京博物院、河南博物院(2025年湖南博物院更名为湖南省博物馆)。此外,译成“国家保护景点”,也不准确。中文应该是“国家文物保护单位”,以此地的级别看,还应加上“重点”二字。还有叫“国家保护景点”,实在滑稽。

图一:兀鲁伯神学院,据说天文学家兀鲁伯曾在此授课

这个天文台是兀鲁伯建的,一个国家元首建个天文台,不稀奇。但这个兀鲁伯为什么要建天文台以及他与天文的缘分,还是颇为传奇。兀鲁伯本名叫穆罕默德·塔拉盖(MuhammadTaragʻay,1394—1449年),家里人从小叫他米尔扎·兀鲁伯(也译米尔扎·乌鲁格别克MirzoUlugbek,突厥语意为“伟大的书记官”)后来他真成了青史留名的大人物。不过,世界记住他并不是因为他是帖木儿帝国的一代统治者,而是以天文学家贡献被后世记录和敬仰,月球上的风暴洋西部环形山就以他的名字命名。

兀鲁伯的天文学经历,据说从8岁时就开始了。当时他跟随祖父埃米尔·帖木儿(AmirTemur)出征小亚细亚和叙利亚。在马拉盖(Merag,今伊朗西部),兀鲁伯看到了著名的马拉盖天文台,他由此对天文学产生了浓厚的兴趣。1409年,15岁的兀鲁伯担任河中地区总督期间,就在撒马尔罕建立了宏大的神学院,并以此为世俗科学的研究中心。1428—1429年他在撒马尔汗城外一座山丘上,亲自主持建造了一座继承马拉盖天文台衣钵的兀鲁伯天文台,后人在这个天文台遗址为他立了一尊青铜雕像(图二)

图二:后人在兀鲁伯天文台遗址为他立了一尊青铜雕像

马拉盖天文台是蒙古西征的产物。1259年成吉思汗之孙拖雷第六子伊利汗国(今伊朗)建立者旭烈兀完成对伊朗高原的征服后,要求伊朗天文学家图西(Nasiral-Dinal-Tusi,当时也是旭烈兀的维齐尔,相当于宰相)为伊利汗国修订历法。为准确修订历法,图西请求旭烈兀在马拉盖建一座天文台。马拉盖天文台当时全球最大的天文台,14世纪中叶被毁,今存少量地面遗迹。

兀鲁伯在撒马尔汗建的天文台和马拉盖天文台一样,核心都是一台尺寸巨大的墙象限仪。我们在遗址能看到的只有残存的地下建筑:一个10多米深、2米宽的斜坑道,坑道里是并行的两条由大理石砌成的弧形轨道,其远端部分伸出对面的地表。它只是原来的墙象限仪的一半,地上的另一半毁坏了(图三)。

图三:兀鲁伯天文台核心是一台尺寸巨大的墙象限仪。

即使阅读了说明牌,我也无法完全读懂这个学名“墙象限仪”。这里鹦鹉学舌试着解说一下:所谓“象限仪”,原意为“四分之一”。古希腊最早的象限仪由一个90度的刻度盘构成。兀鲁伯天文台这个砌在地下的半径36米的大理石弧是个六分仪。为什么会是墙象限仪?因为古时天文观测和读数皆依赖肉眼,为了准确且直观就要把天文仪器尽可能做大,以便更精确的观测并确认读数。于是波斯人就发明了在地上、墙壁上做象限仪这种墙象限仪安装在南北方向竖直墙壁上,方向确保测量基准与地球经线一致,从而提升观测数据的准确性(图四)

图四:通过小孔成像原理,让星光或月光投射到墙象限仪上,从而测量天体高度角。

天文仪仪器大型化、墙壁化的风潮随着蒙古大军的东西扯动,也刮到了蒙元统治的中国,1276年元朝的郭守敬和王恂在河南登封组织修建了30多米长读数尺的大型圭表,2013年我去拍过这个观星台,它就是“立竿见影”的尺子,与当年周公所立八尺之表相同,用于测量日影长度,并以日影数据制定更为完善的历法,其复杂性与功能多样性皆不如墙象限仪(图五)。

图五:1276年元朝的郭守敬和王恂在河南登封组织修建了30多米长读数尺的大型圭表

通过遗址旁边的天文博物馆展出的模型,我看到了完整的兀鲁伯天文台和内部的样子。这个天文台原面貌为圆形,直径达46米,虽然是三层楼,但每层楼高十米,总高度有十层楼那么高。这个沿着子午线建造的、长64米、倾斜90度的墙象限仪是当时世界上最大的天文观测(图六)。它测出的一年时间的长短数据与现代计算结果相差极微。兀鲁伯还组织天文学家观测天体,在近30年里测定1018颗恒星位置,精确测定了恒星年的长度、地球的黄赤交角等,并于1446年编成《兀鲁伯新天文表》。这是当时世界上最精确的星表,直到16世纪才被“第谷的星表”超越。所以,从天文学的意义上讲,这个残破的天文台就是兀鲁伯不朽的宫殿。

图六:通过遗址旁边的天文博物馆展出的模型,我看到了完整的天文台和内部的样子

不幸的是,1449年兀鲁伯因宫廷斗争被其子杀害,天文台又运作了20年就关闭了,建筑物逐渐倒塌。最后一任天文台长晚年来到伊斯坦布尔,将兀鲁伯的天文成果传授给奥斯曼帝国的学者们。一百年后的1577年,奥斯曼帝国苏丹穆拉德三世建造了一座天文台。

想起来有点滑稽,血腥的蒙古西征间接地推进了天文事业,伊儿汗国的天文学家将天文学新知带入奥斯曼帝国,进而影响了欧洲的天文观测。战争是野蛮的,却推进了文明。这是人类发展的残酷悖论,却是符合实际的历史逻辑。





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