西方古建筑的天文学价值研究

刘洋

随着介绍世界知名古建筑与天文科技相关联的研究成果的陆续出现，这些从特殊角度观察古代建筑文明的方式引起了国内外学者的注意，在理论的支撑下，世界各地陆续发现了与天文相关的古代建筑，这些建筑的深入研究丰富了人们的视野，古代建筑潜在的价值进一步提升，它们所蕴含的科技内容成为人们发掘古代科技，研究人类文明起源的重要依据。

通过本文，我们将通过对西方古建筑的天文学价值实例的梳理与分析，展开了解古建筑所呈现的天文学特征和种种表现。从同类型建筑或单体个案角度深入分析建筑天文学特征和规律。

现如今，人们将古代建筑看成是满足使用功能的物质产品或具有观赏价值的艺术品，鲜有人关注到其所富含的科学内容。然而建筑的产生和发展却不仅限于此。 当科技迅速发展，人类社会分工越来越细，建筑的多元功能逐渐变化，科学观测的任务不再由建筑充当，而被先进的科学仪器所取代，人们甚至不再思考建筑是否曾经与天文学有过关联，古代建筑重要的天文学价值几乎被忽略了。

天文学是最古老的科学之一，天文学影响着人类建筑活动的始终，离开天文学的影响谈古建筑，将不能全面的认识古建筑的价值所在。

在西方，建筑与天文学联系的研究已有两百多年的历史。出于文化背景的不同和语言的障碍，关注亚洲的成果相对较少。而目前在中国此类研究成果还并不丰富。1740年英国考古学家william stukeley对英国巨石阵的研究，奠定了建筑与天文学学科研究的基础，这也促进了20世纪初天文考古的深入开展，并在20世纪60年代获得了广泛关注。

研究初期，人们较多关注巨石阵，金字塔，玛雅建筑等具有天文争议的古代遗址，之后，天文考古学者的研究范围渐渐扩大，一些重要古代建筑的天文特征逐渐被揭示，罗马万神庙被专家认定其天窗是巨大的时间指针，哥特大教堂被科学家证实是有浓厚天文科技的“科学的仪器”。

20世纪末，研究天文学因素在古建筑中的价值在西方国家进入了成熟期，研究方法也从初期的现场实测进入到了计算机辅助模拟阶段。古代建筑与天文学的研究技术手段逐渐成熟并完善。

为了具体感受一下古建筑中存在的天文学要素的魅力。以下我们具体看几个实例分析。首先我想提到的是“穹顶”。

自古以来，人们对宇宙的认识达成了一个共识，即天空宇宙是圆形或球形的。不论在中国还是西方，正由于“天是圆的”这一结论成为早期人类社会普遍认可的真理，为表达人们对天空的崇敬之情各国的建筑趋于一种朝向：即模拟天空造型来建造建筑。这种做法在古代中国，印度，埃及等地广泛出现。

建造穹顶是古代欧洲建筑一直追求的建造理想，简单来说，穹顶即代表着宇宙。代表着自然。这种建造理想自古罗马万神庙开始，之后又有拜占庭时期的穹顶以及文艺复兴时期闻名遐迩的佛罗伦萨主教堂穹顶和圣彼得大教堂穹顶。

当我们看到欧洲人设计半球形穹顶的时候，可能大多数时候并没有想到天文层面的意义。更关心的也许是它是如何建造的，特别是大型建筑的空间，它是如何支撑起来的？

第一个已知，有文字记载的以半球体形式出现的并以天象为装饰的西方建筑是公元前一世纪由意大利人Marcus Terentius Varro（公元前116年--公元前27年）构思的建筑，它在一本农业著作中被描述，大家并没有真的找到这一建筑。但学者们被这一文章所吸引，并试图重现它。可惜，描述远不能反映现实，在没有考古遗迹的前提下。公元前47年重现工作以失败告终。在一幅手稿中，可以看到对它的描述，一条两边是池塘的通道通向这个建筑，它在一个池塘的中心，它10.9米高。建筑的穹顶下有圆形宴会厅。穹顶内侧标记了太阳，星辰等元素，他这一穹顶设想虽然没有成功，但从此开启了人类对建筑融入天文学元素的历史。

到了公元1世纪，古罗马用万神庙造就了人类历史上穹顶建筑的辉煌。万神庙位于意大利首都罗马圆形广场的北部，是古罗马建筑的代表作之一。也是整个建筑的唯一采光口。

从万神庙开始，西方的宗教建筑开始标榜大的穹顶。之后教堂、法院、议会等重要建筑都开始追求建造大的穹顶。文艺复兴时期，由于人们掌握了良好的材料和技术以后，突破了穹顶侧推力的技术难题，从而在穹顶造型上愈来愈趋于成熟。

尽管以天文元素为背景的球体建筑可以追溯到罗马帝国和中东，它并没有真正的在西方出现和传播，直到17世纪，主要在大城市如巴黎，伦敦，芝加哥，纽约，波士顿得到扩大。比如，巴黎玛德莲教堂，此建筑始建于18世纪末，拿破仑时期，政府决定将他建为赞美法兰西陆军荣耀的纪念堂。 整个教堂没有一扇窗。教堂唯一的自然光线来源是头上三个圆形穹顶上的圆孔，这一点也是仿照了万神庙的设计。

下面我们再来看一下教堂“子午线”。

公元325年基督教确立了复活节的日期，但为了能够提前获得这个日期，以便充分的准备庆祝，必须投入较多的人力和精力来承担观测任务。为了摆脱这种状况，16世纪教会接纳了建筑设计师丹提（Danti）的建议，经过周密的计算，在教皇的获准下，于1582年在古老的圣玛利亚（Santa Maria Novella）教堂南部墙面上凿开一个小孔，用事实记载了天主教向天文學敞开大门的时刻。以最精确的方式测量这个周期，并在教堂的南北轴线上打下一个“子午线”，从南面的墙面上开凿一个小洞口，被称作“针孔”，常年接受来自阳光的照射，僧侣或神职人员认真观察每天中午太阳在经络上投下的斑点，就可以得出这个数值，从而计算出准确的复活节的日期。

由于大教堂十分黑暗，太阳的光斑经过针孔后在地上的斑点清晰可见，这大大节省了往日繁琐的计算方法和观察的不便，子午线并非一条简单的铜线，在不同长度位置有不同国家城市的刻度。斑点在地上的投影显示在不同刻度上还可以指示其他信息，另外，一些子午线上刻录 12 生肖或星座符号，让正在研读子午线的人在观察正午光斑的同时了解当前所在的时间与月份。人们从此可以从每日仰头观日的复杂的工作转到仅关注地上亮斑的简单行为中。

罗马教会在天文探索中走在了其他教会的前列，分布在各地的教会纷纷效仿，致使一部分教堂出现了子午线和针孔。这是教会在进行天文观测和科学探索中迈出的重要一步，也是天文学在古建筑中的价值和应用。

提到子午线，非常闻名的建筑----法国的圣叙尔皮斯教堂一定要提到。它位于巴黎的拉丁区，电影《达芬奇密码》就在此取景。这个建于1646年的教堂里最有标志性的就是一条金色的线，它横贯整个教堂，并直指到教堂北侧的一座汉白玉方尖碑上，阳光通过窗户照在这条金属线上的不同位置，作用类似于我国的日晷。

參考天体的形态或运用天文学知识来建造建筑在古时是十分普遍的事情。古建筑最初建造的目的并非仅为遮风避雨，从一开始就与天文学形影不离。到后来的发展中，建筑虽然朝向更为美观的形态转化，但深刻的天文知识却渐渐巧妙地运用到建筑中。

最后一个我们要提到的建筑，他并没有真的被实现，但他的名气非常大。他就是法国建筑理论家布雷 （Etienne-Louis Boullée） 为纪念艾萨克·牛顿（Sir Isaac Newton） 设计的纪念堂，它预示着建筑设计的现代概念开始。18世纪末，布雷只是在他的论文“Architecture， essai sur lart”中发表过。

尽管未建成，但布雷的设计图纸令人印象深刻并广泛传播。他的论文遗赠给法国国家图书馆，在《建筑制图的艺术：想象和技术》中，美国建筑师托马斯·沙勒 （Thomas Wells Shaller） 称牛顿纪念堂为“令人震惊的作品”，它“完美地阐释了那个时代和人类”。布雷以及他们同时期建筑师的作品对19世纪中期和晚期的法国美术学院产生了深刻影响。

可见，正是由于有了古人对天文因素的研究探索和考量，才让我们今天有机会能看到如此严谨，壮美的古建筑。所以如果当我们站在这些古建筑前只是了解了他的名字，建筑时期，建筑风格，它的材料，他的施工技术等，就认为已经全面了解了这个建筑，进而准备转身离去，那么它背后更多的故事，那么多人所付出过的心血，智慧就被埋没了。

通过以上我们对古建筑实例的分析和了解，可以看出研究天文学在古建筑中的价值和意义是：

一、丰富理论研究

在当今中国的理论界，虽对建筑在“象天法地”，“天人合一”等哲学内容有过论述，但研究成果普遍过于概括，而古建筑与天文学内在的科学联系远未得到充分认识。而该方向在国内的理论研究资料也寥寥无几，以至于人们对古建筑的认识不够全面。

二、提升古代建筑科学价值

在研究建筑史的过程中，古代参考天体的形态，运行方位或运用天文学知识来建造建筑是十分普遍的事情。然而在当前的理论界，人们经常将建筑视为“艺术品”。人们并未认识到建筑内在的天文学价值，本文以古代建筑的天文学特征为研究对象，将建筑内在的科学价值更多的展现出来。

三、深化中外建筑历史与理论

该研究成果将拓宽和深化中外建筑历史与理论，使人们对古代建筑有全新了解，激发人们对传统文化的深挖掘与思考。

我想引用刘松茯教授书中的一段文字：他认为建筑史始终要关注两个重要的宗旨：其一是拿过来，其二是放回去。拿过来是看，看建筑，看看它们都是什么。放回去是将这些建筑放回到他们所存在的自然和人文环境中进行研究。拿过来是看史实，放回去是做理论。拿过来看史实容易，放回去做理论很难。但是学无止境，要不断地加强自己的专业修养。

从有人类文明活动的三万多年前到今天，人类把居住空间从洞窟发展为智能化居所，变化之快，每时每刻都有新的风格涌现出来，昨天的风格今天就显得过时了，我们为什么还要去学历史，去学那些已经过时的风格？世界确实在飞速发展，但是就像牛顿说的那样，我们今天所取得的成就都是建立在前人的基础之上。前人总结出来的经验我们要吸取，前人的智慧我们要借鉴，只有这样我们才有可能研究出更有灵魂的成果，才能走得比前人更远。