但凡初中時期認認真真上過地理課的人都知道,當地球上的某個地區迎來這一天的太陽升起的時候,該地區剛好就位於晨昏線上,並且陽光是從該地區的東邊照射過來的。
因此,這個時候的太陽高度角最小,照射物體所產生的影子長度最長,影子剛好指向西方。黃昏時分太陽下山的時候與之類似。
迎來日落時分的這個地區剛好也位於晨昏線上,並且陽光是從它的西方照射過來的。因此,這個時候的太陽高度角同樣最小,照射物體所產生的影子同樣最長,並且影子剛好指向東方。
而在每天正午時分,太陽升到最高點,因此擁有最高高度角的時候,陽光正好直射在該地區所在的這條經線上,於是,當這個地區位於北迴歸線以北,因此不可能被陽光直射的時候,太陽光也就等於是從正南方照過來,讓影子落在了正北方向,並且擁有了最短的日照影長的。
正是基於這些被總結出來的經驗,日晷才得到了發明,並且,圭表當中橫趴在地麵上的圭,也剛好是按照正南正北的這個方向設置的。於是,隻需要觀察一下物體的影子在地麵上所指示的方向,手上沒有拿著手表的人也自然能夠判斷出,當天的時刻到底有沒有來到正午時分。
由於一迴歸年的劃分,完全是根據日影變化的測量而得出的,因此,怎麽樣才能夠讓自身的測量數據盡可能的精確,就是古時候搞天文曆法的人所必須考慮到的問題了。
郭守敬為了能夠解決這個問題,選擇的做法是放大圭表所擁有的尺寸。
一根長度為一米的竹竿,它在一年時間內出現的日影變化,長度範圍也不過就隻是在一兩米之間而已。當影子程度的變化長度比較小的時候,想要對其進行精確的測定是很困難的。但是,把儀器的尺寸放大,這就沒有問題了。
畢竟,一棵蒼天大樹在一年裏所擁有的影長變化,很明顯要遠超過一株小草所擁有的影長變化。因此,郭守敬所組織建造的觀星台,其實歸根結底就是一個被放大了的圭表而已。
在虛擬空間裏麵劃定一塊四四方方的長方形空地,並且盡可能做到讓這片空地的地表維持水平,園冶接下來所做的,是使用青石磚麵鋪成的一個“十字架”,將這塊被劃定出來的長方形空地均等地分成四個小的長方形。
由於這塊長方形空地是以正北正南的方位被設定在地麵上的,因此,想也知道,圭表的表,作為垂直於地麵樹立起來的東西,當然隻可能位於這片長方形空地的南端。畢竟隻有這樣,從南邊照過來的陽光才會在位於北側的圭上,投下影子。
“十字架”石磚麵當中平行於這塊長方形空地短邊的部分,是幫忙登上觀星台的道路。而“十字架”石磚麵當中平行於長方形空地長邊的部分,則用來安裝石圭。
如同拿磚塊給一個花壇砌邊沿一樣,建造在地麵上的石圭,高度不超過園冶的膝蓋,以一整條的模式,靜靜躺在地麵上。石圭表麵如同立定跳遠體育考試的時候繪製在地麵上的標度一般,直接就有刻度線。
如此一來,影子落在上麵的時候,負責測量的人員就可以直接讀數,而不需要再拿什麽皮尺之類的東西過來進行測量了。
為了保證石圭的刻度繪製麵是水平的,郭守敬當初在進行設計建造的時候,就直接在這一把大大的“刻度尺”上,鑿出了小小的水槽。
通過觀察水槽當中的液體液麵與長方形水槽兩條長邊相接觸的位置,就可以判斷出必定維持在水平麵上的液麵,是否與水槽的同一深度麵相平行,不平行的話完全可以繼續找平,這樣一來,大大的“刻度尺”是否水平,就能夠得到確定了。
擁有了趴在地上的圭,接下來就需要立起來的表,郭守敬的設計,是直接將其設計成了一座小樓。
由於十字形相交的兩條由石磚鋪就的小路,長的那條已經用來安置了量天尺,短的那條則作為能夠登上觀星台的小道,因此,不用說,這座由磚石結構建造而成的實心體小樓,它隻可能會是坐南朝北的模式,且其建築物底端最北側,剛好就和短的石磚小道相接觸。
實心小樓不論是下底麵還是上頂麵,全部都是南北朝向的長方形。建築物所擁有的四個側麵,都是上小下大的梯形。總結起來,這座小樓其實是一座覆鬥狀的建築物。
地麵上的量天尺,直插入實心體小樓,並且讓這座小樓的北側梯形立麵缺損了一部分,使得從正上方向下俯瞰,小樓的平麵圖類似於“凹”字,即缺口的那個地方就直接是地麵上的量天尺插入的地方。
小樓頂麵,原本是一個非常空曠,隻有四麵安裝著石頭護欄,沒有其他任何建築物的小平台。但是,為了能夠在平台上麵放置儀器,並且保證這些儀器能夠免於風吹日曬,因此,“凹”字形平台,在缺口兩側突出的地方,各自搭建了一間麵闊一間、進深一間的小屋。
小屋麵向量天尺的一麵,牆上各自開出了一個小窗。而小屋的門自不用說,自然位於與小窗相對的那一麵牆上。兩間小屋東西兩側均不開窗,屋頂也做成了最為簡單的硬山卷棚頂。隻不過,同樣還是為了能夠遮擋儀器,保證重要儀器免於風吹雨淋,因此,兩間小屋所擁有的屋頂是連成一條線,將“凹”字部分缺損了的那一塊也加以遮擋了的。
牆體缺損處,直接就是量天尺的“0”刻度線。刻度線正上方,即一左一右兩側小屋中間,沿東西方向、插入牆體,設置了一根金屬橫杆。
覆蓋在橫杆上麵的卷棚式屋頂,為了得到陽光的照射,因此隻有北坡而沒有南坡。這樣一來,每天中午時分,太陽升到最大高度角的時候,陽光就可以從缺損了的南坡屋頂處照在橫杆上,隨後把它的影子投射在地麵上的量天尺上。
設置在兩間小屋之間的金屬橫杆作為圭表的表,距離地麵的高度在十米左右。而躺在地麵上的量天尺,它的長度在三十米以上。這樣一座足夠巨大的圭表,影長變化清晰可見,相當方麵進行測量。
因此,在擁有了足夠可靠的硬件設備的支持下,郭守敬以及同時期與他共同鑽研天文以及曆法的先人,才得以最終在《授時曆》中記載:一個迴歸年為365.2425天,即365天5小時49分12秒,與地球繞太陽公轉的實際時間隻差了26秒鍾而已。
想要能夠爬上這座實心的磚石小樓,登樓的人必須得來到十字形小路的短道上。以小樓“凹”形缺口處所在位置繪製對稱軸,整座小樓位於對稱軸兩側的部分,是能夠沿對稱軸完全重合在一起的。
磚石小樓所擁有的樓梯,是類似於將葡萄藤纏繞在了竹竿上一般的外纏繞式。由於位於一左一右的兩道樓梯沿對稱軸完全重合,所以,隻需要搞清楚其中的一道樓梯是怎麽弄的,剩下的那一道自然也就迎刃而解了。
麵朝小樓凹陷處,以位於參觀者右手邊的那一道樓梯為例,樓梯的起點直接就是地麵上的量天尺。從小樓凹陷處登上樓梯,朝凹陷處所在的這個梯形立麵的右上角攀登,遊客在來到這一小段樓梯的頂端的時候,直接也就等於走到了這一立麵的右側邊緣線。
這個時候,樓梯緊貼牆麵來了一個左拐,直接就讓遊客貼上了小樓的另外一個立麵。同樣的,繼續以斜向上的方式向上攀登,遊客在來到這一立麵的邊緣線的時候再一次左拐,也就等於來到了小樓四個梯形立麵當中,正對著擁有凹陷處的那個立麵的那一麵了。
這個時候,位於量天尺左側的小樓梯,在經過了同樣的斜向上攀登,以及一次右拐,和再次斜向上攀登之後的二次右拐之後,同樣來到了這座磚石小樓的背麵。兩側的樓梯沿著對稱軸,在這個背部的梯形立麵中央相接,而兩道樓梯會合的地方,自然也就是這一個梯形立麵的頂端了。
在這裏會合的兩道樓梯呈“人”字形,並且頂端剛好就來到了小樓的上頂麵。於是,攀爬小樓到此結束,這整座磚石結構的小樓的情況,也等於就此說清楚了。
為了防止有人在攀爬樓梯的時候不小心跌落下來,環形踏道築有與台頂邊沿等高的,差不多一米的階欄。為了能夠在梅雨季節導泄台頂和踏道上的雨水,踏道四隅還各設有一個水孔,且水孔出口做石雕處理,大方美觀。
事先規劃出來的長方形用地,在整座建築物全部完工之後,還沒有被覆蓋住的地方,全部種以小草。而單純隻是擁有這麽一點小小的建築以及綠化還不夠,想要能夠讓這個景區吸引更多的來客,計家就必須得在建築以及綠化完畢之後,在這裏放置天文儀器。
“日晷當然是不能少的,什麽地平式、赤道式、垂直式,全部都可以來一個,小型的青銅圭表什麽的,也可以在景區裏麵放一個。除了日晷和圭表這兩種最為簡單普通的,其他的器材自然也不能少。”
“當然,我這個人不是學天文的也不是搞地理的,對這些中國古代所發明以及使用的器材了解有限,頂多也就隻是能夠大致說一下它們的名稱而已。想要讓我把它們複原建造出來是根本就不可能的,我不知道這些東西的具體製造參數,也沒有辦法詳細說出它們的建造以及使用原理,這方麵的事情就需要你們姐弟倆以及蔡叔去想辦法了,反正我是無能為力的。”
完全不知道自己所看重的觀星台這個建設項目其實是由莫名提出的,在完成了自己的建設工作之後,把剩下的工作全部都交給了計無憂和計無否,園冶提到的其他器材,包括簡儀、高表、候極儀、渾天象、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符、窺幾、正方案、丸表、懸正儀、座正儀等。
“封建王朝時期畢竟崇尚皇權,而為了能夠體現皇權的至高無上,時間空間的劃分什麽的當然也必須得掌握在當權者的手中。所以可想而知,想要在民間找到那些非常了不得的天文、曆法儀器,是相當困難的。能夠流傳到新中國成立之後的儀器,大部分也被保存在了北京的觀象台上,而我的手上是完全沒有掌握著相關記載的。”
“行,剩下的事情就交給我們姐弟倆以及蔡叔吧!我們會竭盡所能地找找看,能找到多少就找多少。想要把從古時候流傳下來的文物拿到景區裏麵來當然是不可能的,但是隻要知道了它們的製造原理以及各種參數,想要在虛擬空間當中將它們複原出來是絕對可行的。”
“可以的話,等到景區開放的時候,還可以邀請那些天文愛好者在虛擬空間當中過夜,讓他們得以在這個荒涼的景區山頭觀星,或者充分研究一下那些不依賴於太陽光的儀器,我覺得這樣的旅遊項目雖然不算是多麽的大眾,但是應該還是能夠在一定範圍內引起愛好者們的好評。”
結束了這一次的工作,隻感覺自己日後應該都不會將建築以及園林複原,與自然科學普及聯係在一起了,園冶隻感覺這一次的複原項目雖然建築體量不大,但是所花費的時間和精力卻一點也不少。
“下次考不考慮弄一點和少數民族有關的?像是那些擁有穹頂的***式建築,或者說是像外八廟那樣的藏傳佛教所特有的特色建築,要不然,傣族人民所擁有的竹樓什麽的,我感覺也不錯啊!”
“等我再想想吧!畢竟中原地區還有好多非常值得的東西我還沒弄呢!”麵對著手上沒有建築圖紙,但是卻對這些特色建築擁有少量了解的計家姐弟倆,園冶倒是希望他們能夠盡快完成觀星台的後續工作,好讓自己也能沾沾光,參觀一下她方才提到了名字但是卻並不完全了解的那些古代儀器。
因此,這個時候的太陽高度角最小,照射物體所產生的影子長度最長,影子剛好指向西方。黃昏時分太陽下山的時候與之類似。
迎來日落時分的這個地區剛好也位於晨昏線上,並且陽光是從它的西方照射過來的。因此,這個時候的太陽高度角同樣最小,照射物體所產生的影子同樣最長,並且影子剛好指向東方。
而在每天正午時分,太陽升到最高點,因此擁有最高高度角的時候,陽光正好直射在該地區所在的這條經線上,於是,當這個地區位於北迴歸線以北,因此不可能被陽光直射的時候,太陽光也就等於是從正南方照過來,讓影子落在了正北方向,並且擁有了最短的日照影長的。
正是基於這些被總結出來的經驗,日晷才得到了發明,並且,圭表當中橫趴在地麵上的圭,也剛好是按照正南正北的這個方向設置的。於是,隻需要觀察一下物體的影子在地麵上所指示的方向,手上沒有拿著手表的人也自然能夠判斷出,當天的時刻到底有沒有來到正午時分。
由於一迴歸年的劃分,完全是根據日影變化的測量而得出的,因此,怎麽樣才能夠讓自身的測量數據盡可能的精確,就是古時候搞天文曆法的人所必須考慮到的問題了。
郭守敬為了能夠解決這個問題,選擇的做法是放大圭表所擁有的尺寸。
一根長度為一米的竹竿,它在一年時間內出現的日影變化,長度範圍也不過就隻是在一兩米之間而已。當影子程度的變化長度比較小的時候,想要對其進行精確的測定是很困難的。但是,把儀器的尺寸放大,這就沒有問題了。
畢竟,一棵蒼天大樹在一年裏所擁有的影長變化,很明顯要遠超過一株小草所擁有的影長變化。因此,郭守敬所組織建造的觀星台,其實歸根結底就是一個被放大了的圭表而已。
在虛擬空間裏麵劃定一塊四四方方的長方形空地,並且盡可能做到讓這片空地的地表維持水平,園冶接下來所做的,是使用青石磚麵鋪成的一個“十字架”,將這塊被劃定出來的長方形空地均等地分成四個小的長方形。
由於這塊長方形空地是以正北正南的方位被設定在地麵上的,因此,想也知道,圭表的表,作為垂直於地麵樹立起來的東西,當然隻可能位於這片長方形空地的南端。畢竟隻有這樣,從南邊照過來的陽光才會在位於北側的圭上,投下影子。
“十字架”石磚麵當中平行於這塊長方形空地短邊的部分,是幫忙登上觀星台的道路。而“十字架”石磚麵當中平行於長方形空地長邊的部分,則用來安裝石圭。
如同拿磚塊給一個花壇砌邊沿一樣,建造在地麵上的石圭,高度不超過園冶的膝蓋,以一整條的模式,靜靜躺在地麵上。石圭表麵如同立定跳遠體育考試的時候繪製在地麵上的標度一般,直接就有刻度線。
如此一來,影子落在上麵的時候,負責測量的人員就可以直接讀數,而不需要再拿什麽皮尺之類的東西過來進行測量了。
為了保證石圭的刻度繪製麵是水平的,郭守敬當初在進行設計建造的時候,就直接在這一把大大的“刻度尺”上,鑿出了小小的水槽。
通過觀察水槽當中的液體液麵與長方形水槽兩條長邊相接觸的位置,就可以判斷出必定維持在水平麵上的液麵,是否與水槽的同一深度麵相平行,不平行的話完全可以繼續找平,這樣一來,大大的“刻度尺”是否水平,就能夠得到確定了。
擁有了趴在地上的圭,接下來就需要立起來的表,郭守敬的設計,是直接將其設計成了一座小樓。
由於十字形相交的兩條由石磚鋪就的小路,長的那條已經用來安置了量天尺,短的那條則作為能夠登上觀星台的小道,因此,不用說,這座由磚石結構建造而成的實心體小樓,它隻可能會是坐南朝北的模式,且其建築物底端最北側,剛好就和短的石磚小道相接觸。
實心小樓不論是下底麵還是上頂麵,全部都是南北朝向的長方形。建築物所擁有的四個側麵,都是上小下大的梯形。總結起來,這座小樓其實是一座覆鬥狀的建築物。
地麵上的量天尺,直插入實心體小樓,並且讓這座小樓的北側梯形立麵缺損了一部分,使得從正上方向下俯瞰,小樓的平麵圖類似於“凹”字,即缺口的那個地方就直接是地麵上的量天尺插入的地方。
小樓頂麵,原本是一個非常空曠,隻有四麵安裝著石頭護欄,沒有其他任何建築物的小平台。但是,為了能夠在平台上麵放置儀器,並且保證這些儀器能夠免於風吹日曬,因此,“凹”字形平台,在缺口兩側突出的地方,各自搭建了一間麵闊一間、進深一間的小屋。
小屋麵向量天尺的一麵,牆上各自開出了一個小窗。而小屋的門自不用說,自然位於與小窗相對的那一麵牆上。兩間小屋東西兩側均不開窗,屋頂也做成了最為簡單的硬山卷棚頂。隻不過,同樣還是為了能夠遮擋儀器,保證重要儀器免於風吹雨淋,因此,兩間小屋所擁有的屋頂是連成一條線,將“凹”字部分缺損了的那一塊也加以遮擋了的。
牆體缺損處,直接就是量天尺的“0”刻度線。刻度線正上方,即一左一右兩側小屋中間,沿東西方向、插入牆體,設置了一根金屬橫杆。
覆蓋在橫杆上麵的卷棚式屋頂,為了得到陽光的照射,因此隻有北坡而沒有南坡。這樣一來,每天中午時分,太陽升到最大高度角的時候,陽光就可以從缺損了的南坡屋頂處照在橫杆上,隨後把它的影子投射在地麵上的量天尺上。
設置在兩間小屋之間的金屬橫杆作為圭表的表,距離地麵的高度在十米左右。而躺在地麵上的量天尺,它的長度在三十米以上。這樣一座足夠巨大的圭表,影長變化清晰可見,相當方麵進行測量。
因此,在擁有了足夠可靠的硬件設備的支持下,郭守敬以及同時期與他共同鑽研天文以及曆法的先人,才得以最終在《授時曆》中記載:一個迴歸年為365.2425天,即365天5小時49分12秒,與地球繞太陽公轉的實際時間隻差了26秒鍾而已。
想要能夠爬上這座實心的磚石小樓,登樓的人必須得來到十字形小路的短道上。以小樓“凹”形缺口處所在位置繪製對稱軸,整座小樓位於對稱軸兩側的部分,是能夠沿對稱軸完全重合在一起的。
磚石小樓所擁有的樓梯,是類似於將葡萄藤纏繞在了竹竿上一般的外纏繞式。由於位於一左一右的兩道樓梯沿對稱軸完全重合,所以,隻需要搞清楚其中的一道樓梯是怎麽弄的,剩下的那一道自然也就迎刃而解了。
麵朝小樓凹陷處,以位於參觀者右手邊的那一道樓梯為例,樓梯的起點直接就是地麵上的量天尺。從小樓凹陷處登上樓梯,朝凹陷處所在的這個梯形立麵的右上角攀登,遊客在來到這一小段樓梯的頂端的時候,直接也就等於走到了這一立麵的右側邊緣線。
這個時候,樓梯緊貼牆麵來了一個左拐,直接就讓遊客貼上了小樓的另外一個立麵。同樣的,繼續以斜向上的方式向上攀登,遊客在來到這一立麵的邊緣線的時候再一次左拐,也就等於來到了小樓四個梯形立麵當中,正對著擁有凹陷處的那個立麵的那一麵了。
這個時候,位於量天尺左側的小樓梯,在經過了同樣的斜向上攀登,以及一次右拐,和再次斜向上攀登之後的二次右拐之後,同樣來到了這座磚石小樓的背麵。兩側的樓梯沿著對稱軸,在這個背部的梯形立麵中央相接,而兩道樓梯會合的地方,自然也就是這一個梯形立麵的頂端了。
在這裏會合的兩道樓梯呈“人”字形,並且頂端剛好就來到了小樓的上頂麵。於是,攀爬小樓到此結束,這整座磚石結構的小樓的情況,也等於就此說清楚了。
為了防止有人在攀爬樓梯的時候不小心跌落下來,環形踏道築有與台頂邊沿等高的,差不多一米的階欄。為了能夠在梅雨季節導泄台頂和踏道上的雨水,踏道四隅還各設有一個水孔,且水孔出口做石雕處理,大方美觀。
事先規劃出來的長方形用地,在整座建築物全部完工之後,還沒有被覆蓋住的地方,全部種以小草。而單純隻是擁有這麽一點小小的建築以及綠化還不夠,想要能夠讓這個景區吸引更多的來客,計家就必須得在建築以及綠化完畢之後,在這裏放置天文儀器。
“日晷當然是不能少的,什麽地平式、赤道式、垂直式,全部都可以來一個,小型的青銅圭表什麽的,也可以在景區裏麵放一個。除了日晷和圭表這兩種最為簡單普通的,其他的器材自然也不能少。”
“當然,我這個人不是學天文的也不是搞地理的,對這些中國古代所發明以及使用的器材了解有限,頂多也就隻是能夠大致說一下它們的名稱而已。想要讓我把它們複原建造出來是根本就不可能的,我不知道這些東西的具體製造參數,也沒有辦法詳細說出它們的建造以及使用原理,這方麵的事情就需要你們姐弟倆以及蔡叔去想辦法了,反正我是無能為力的。”
完全不知道自己所看重的觀星台這個建設項目其實是由莫名提出的,在完成了自己的建設工作之後,把剩下的工作全部都交給了計無憂和計無否,園冶提到的其他器材,包括簡儀、高表、候極儀、渾天象、玲瓏儀、仰儀、立運儀、證理儀、景符、窺幾、正方案、丸表、懸正儀、座正儀等。
“封建王朝時期畢竟崇尚皇權,而為了能夠體現皇權的至高無上,時間空間的劃分什麽的當然也必須得掌握在當權者的手中。所以可想而知,想要在民間找到那些非常了不得的天文、曆法儀器,是相當困難的。能夠流傳到新中國成立之後的儀器,大部分也被保存在了北京的觀象台上,而我的手上是完全沒有掌握著相關記載的。”
“行,剩下的事情就交給我們姐弟倆以及蔡叔吧!我們會竭盡所能地找找看,能找到多少就找多少。想要把從古時候流傳下來的文物拿到景區裏麵來當然是不可能的,但是隻要知道了它們的製造原理以及各種參數,想要在虛擬空間當中將它們複原出來是絕對可行的。”
“可以的話,等到景區開放的時候,還可以邀請那些天文愛好者在虛擬空間當中過夜,讓他們得以在這個荒涼的景區山頭觀星,或者充分研究一下那些不依賴於太陽光的儀器,我覺得這樣的旅遊項目雖然不算是多麽的大眾,但是應該還是能夠在一定範圍內引起愛好者們的好評。”
結束了這一次的工作,隻感覺自己日後應該都不會將建築以及園林複原,與自然科學普及聯係在一起了,園冶隻感覺這一次的複原項目雖然建築體量不大,但是所花費的時間和精力卻一點也不少。
“下次考不考慮弄一點和少數民族有關的?像是那些擁有穹頂的***式建築,或者說是像外八廟那樣的藏傳佛教所特有的特色建築,要不然,傣族人民所擁有的竹樓什麽的,我感覺也不錯啊!”
“等我再想想吧!畢竟中原地區還有好多非常值得的東西我還沒弄呢!”麵對著手上沒有建築圖紙,但是卻對這些特色建築擁有少量了解的計家姐弟倆,園冶倒是希望他們能夠盡快完成觀星台的後續工作,好讓自己也能沾沾光,參觀一下她方才提到了名字但是卻並不完全了解的那些古代儀器。