金沙遗址祭祀区九柱建筑基址方向初探

摘   要：

成都金沙遗址祭祀区九柱建筑基址的方向具有天文属性，其东南朝向与当地冬至日出方向相吻合，从九柱建筑基址眺视羊子山土台的方向与立夏和立秋时的日出方向也相吻合。如果从考古学和天文学的角度进行分析，可以知道金沙先民在商末周初（距今约3000年前）已经具有测定太阳周年视运动中的“四时”和“四立”的能力，并拥有了一个要素齐备、概念完整的历法体系。九柱建筑基址是中国上古时期先民掌握太阳运行规律，创建历法的明确例证。

关键词：

九柱建筑基址;木构祭台;天文考古;日出方向;冬至;四时;四立

金沙遗址发现于2001年，因其集中出土的大量象牙和数以千计的金、铜、玉、石等珍贵文物，而备受社会各界的广泛关注。通过十年的考古发掘，考古工作者认为金沙遗址是一处古蜀国时期的大型中心聚落遗址，面积约5平方公里。集中出土珍贵文物的区域，位于金沙遗址东南部的金沙村。考古工作者认为该区域应是一处专用的大型滨河祭祀场所，是当时古蜀国的一个祭祀中心，并称之为“祭祀区”。金沙遗址还有一个重要发现，就是在遗址东部黄忠村发现了大型建筑基址群，考古工作者认为它应与古蜀国最高统治阶层使用遗存相联系，称之为“大型建筑基址群”。[1]金沙遗址祭祀区与大型建筑基址群隔磨底河南北对应，直线距离约778米。

2009年5月，中央电视台十频道选取金沙遗址作为日全食报道地点之一，国家天文台二部的有关人员随之来到了金沙遗址。他们在参观金沙遗址的过程中，对祭祀区九柱建筑基址的非正向走向（即不是正南北或正东西的走向）以及祭祀区出土的“太阳神鸟金饰”“青铜立人”“带柄有领铜璧形器”等文物产生了浓厚兴趣，并初步认为这些遗存应与太阳有关。随后，国家天文台和成都博物院、金沙遗址博物馆商定成立一个天文考古课题组，共同探讨金沙先民当时的天文学成就。九柱建筑基址的天文指向就是这个课题组的子课题之一。

一、九柱建筑基址的考古概况

九柱建筑基址位于金沙遗址祭祀区的东部，编号为L18，开口于第7层下，分布在IT7904、7905、8003、8004、8005五个探坑内。九柱建筑基址是一处由9个呈“田”字形分布的柱洞构成的建筑遗存，其中7个柱坑及柱洞保存完整，另2个柱坑及柱洞被机械挖沟破坏，仅残存极小一部分。柱坑大体呈圆形或椭圆形，直径约1.2—1.7米。保存完好的7个柱洞大小基本一致，为圆角方形，边长约0.45米，深约1.3米。从残存的D6的底部来看，柱洞底部应铺有木板。9个柱洞的平面形制为十分规整的长方形，西北—东南向长6.15米，柱间距2.85米;西南—东北向宽4.35米，柱间距1.95米。经精确测量，建筑东南朝向真角为东偏南27.17°。（图一、二、三）九柱建筑基址的修建和使用时间均在金沙遗址祭祀区第二期之时，距今3000年前后。[2]

九柱建筑基址修建在一个由人工堆筑起来的黄土台的东部。黄土台呈西北—东南向条状分布，与其北面同时期的河流的方向一致。黄土台是用黄土堆筑而成，西南略高，东北略低（即靠近河岸方向的高，靠近河流方向的低）。西北—东南向最长约90米，西南—东北向最宽处约25米。堆积最厚的区域超过0.6米。

金沙遗址祭祀区迄今共出土6000余件金器、铜器、玉石器、象牙等珍贵文物;但金器、铜器、玉器在黄土台下的地层堆积中罕有发现，而在黄土台以上的地层堆积中突然大量出现。这充分说明修建黄土台在祭祀区约600年发展历程中是一个标志性事件。金沙遗址发掘者认为，黄土台是祭祀区第二期开始的标志。

二、九柱建筑基址的性质

九柱建筑基址是一座极其特殊的建筑，主要表现在以下四个方面：

其一，9根木柱均为圆角方柱，在整个金沙遗址发现的60余座建筑基址中具有唯一性;

其二，9根方柱的柱间距很小，其所围的空间十分有限，仅有26.8平方米，粗大的木柱与狭小的空间形成强烈反差，充分说明它与一般的房屋建筑是有重大区别的;

其三，9根方柱间没有基槽，而金沙遗址发现的其他房屋建筑中都有宽窄不一的基槽，在基槽内还有小柱洞，这是房屋墙壁的标志，因此这个建筑当与房屋无关;

其四，九柱建筑基址是金沙遗址祭祀区内唯一与建筑相关的遗存，其功用当与祭祀活动相关。

九柱建筑基址又是一座制作极其考究的建筑，像金沙遗址大型建筑基址群那样宏伟的建筑与之都是无法比拟的，主要表现在以下三个方面：

其一，9根方柱十分粗大，大小基本一致，边长0.45米，而大型建筑基址群的柱洞大小不一，直径较小，仅在0.2米左右;

其二，9根方柱间的同一方向的柱间距完全一致，并且短边柱间距是长边柱间距的2/3，而大型建筑基址群的柱间距是不一致的，有较大差异;

其三，九柱建筑基址修建在由人工堆筑起来的巨型黄土台的东南部，而大型建筑基址群也仅仅是在地面有薄薄的一层垫土而已。

这样一座特殊、制作又相当考究的建筑基址，其功用当是十分特殊的。因此，金沙遗址的考古发掘者认为该建筑遗存应是一座由9根方柱支撑的木构祭台，下面为方柱，方柱之上铺设木板，巫师站在木台之上主持祭祀活动。同时，不排除是9根图腾柱的可能性，是参与祭祀活动的人们的朝拜对象——不过，这种可能性很小。

中国社会科学院考古研究所的杨鸿勋研究员在考察金沙遗址后，更进一步认为九柱建筑基址应是一处木结构有顶、上下有楼梯连接的干阑式建筑的残留，这种建筑就是《史记》所载的在城市郊外的祭祀建筑——“社”;而建筑所在的黄土台就是“”，即经过整治的郊野平地和专用的祭祀场所。金沙遗址的这座“郊祀”建筑，应是古蜀国的“大社”，即上古时期的“明堂”，是举行祭祀仪式的最高级别的专门建筑。[3]（图四）

三、九柱建筑基址方向的精确测量

九柱建筑基址的方向引起了天文学工作者的高度关注。为了提高所测方向的准确性，2010年3月18日和3月26日，成都文物考古研究所聘请国家测绘地理信息局第三大地测量队的专业测绘人员对该建筑基址的方向进行了精确测量。

此次测量的标准采用1980年西安坐标系、105度的中央子午线和1985年国家高程基准，测量的仪器设备为GPS和全站仪。在大地测量中，用罗盘测出的磁方位角、以“西安坐标系”为基准测出的坐标方位角及计算出的真方位角均从各自系统的北点起算，以顺时针方向计量角度。三种角度差的关系为：真北方向=坐标北方向+0.45°=磁北方向+1.58°。而天文学中计算出的真方位角，又是从南点起算，以顺时针方向计量角度，它与通过大地测量计算得出的真方位角存在着180°的系统差。为了避免不同系统角度引起的歧义及表述方便，我们统一采用通过大地测量计算得出的真方角系统，以东、西两个方向为基准进行表述。

为了提高测量的准确性，我们在建筑基址中布置了两条测线，“G101—G102线”和“G103—G104线”均为西北—东南向柱洞中心点连线。测量结果见表一。

从表一中我们可以看出，两条测线所测出方位角略有差异。2010年5月14日，我们邀请了同仁到现场察看测线的布置情况。大家一致认为“G103—G104线”与柱洞的吻合情况更好，因此，我们选取该线所测的方位角值作为九柱建筑基址方向的标准方位角值。那么，九柱建筑基址东南朝向的真角为东偏南27.17°，并以此计算出其他方向的真角。见表二。

在九柱建筑基址的东北方向上，还有两个同时期的重要遗存——金沙遗址大型建筑基址群和羊子山土台（图五）。[4]为了了解这两个遗存与九柱建筑基址之间在方向上有没有天文指向意义，我们也对此进行了测量。金沙遗址大型建筑基址群是由三组9座大型建筑基址构成，分布范围约10000平方米，测量点选择在三组建筑基址之间的中心位置;羊子山土台发掘于1956年，现已不存，其中心点是经过调查获取的。

四、九柱建筑基址天文指向的计算

金沙遗址位于成都市区西北部，地处北半球北回归线之北，九柱建筑基址所在地的经纬度为：北纬30°41′01″，即30.6836°;东经104°00′41″，即104.0114°。因此，对于金沙先民来讲，正午时太阳只能出现在南面;至于太阳每天升落之时的方位角，则与当地地理纬度、黄赤交角、每日太阳的赤道坐标有关，需要计算得出。

金沙遗址出土的文物中没有任何文字能供人们参考，因此，要研究九柱建筑基址的方向与太阳的关系，选择特殊时点上的太阳，以减少研究的盲目性是十分必要的。根据古人的祭日习俗，特殊时点上的太阳方位应该与太阳在当地地平面升落之时的方位角有关。因九柱建筑基址是西北—东南向的长方形，并参考古人对特殊时点的重视程度，我们首先选择了冬至、立春这两个时点，来考察该建筑所在地日出日落方位角;同时，因其东北方向上又有同时期非常重要的金沙遗址大型建筑基址群和羊子山土台等重要遗存，我们又对立夏、夏至、立秋、立冬这四个时点的日出日落方位角进行了考察。（春分、秋分这两个时点也很重要，但此时太阳正东升、正西落，明显不在我们考察的方位上，故没有进行考察。）

（一）3000年来黄赤交角的变化

黄赤交角是计算日出方位角公式中的一个参数，因此有必要对黄赤交角这个概念作一个简要说明。在天文学中，将地球绕日公转的轨道平面（也就是太阳周年视运动的轨道平面）称为黄道面，将地球自转的轨道平面叫做赤道面。两个平面并不重合，而是形成了一个夹角，这就是黄赤交角。黄赤交角的大小，限定了太阳在周年视运动中极南、极北的界限，这就是地球上的南、北回归线。黄赤交角比较稳定。目前人们通常认为这个夹角在23.5°左右。但由于日、月、行星对地球的引力的共同影响，黄赤交角一直处于极其缓慢的变化中。

九柱建筑基址修建于公元前1000年左右，距今已有3000年了，黄赤交角的变化经过3000年的累积，必定会影响到计算的精确度，因此，计算出公元前1000年的黄赤交角是十分必要的。计算远古时代的黄赤交角有一个适用的公式：（23°26′21.448″ -4680.93″U-1.55″U2+1999.25″U3-51.38″U4-249.67″U5-39.05″U6+7.12″U7+27.87″U8+5.79″U9+2.45″U10）/3600

公式中唯一的变量U是以万年为单位，九柱建筑基址修建于大约3000年前，U就是-0.3;第一项23°26′21.448″是现代（公元2000.0年）的黄赤交角值，即23.4393°;其他都是常量。

计算结果，公元前1000年的黄赤交角为23°48′51.84″，即23.8144°。它比现代的黄赤交角大了0.3751°。

（二）九柱建筑基址所在地日出日落方位角的计算

我们以冬至为例（冬至，即太阳周年视运动达到极南点之时），来计算九柱建筑基址所在地公元前1000年之时的日出日落方位角。

在天文学中，可以用不同的坐标系统来表述太阳的位置。根据已知条件，利用球面三角的坐标变换公式，就可以求出冬至日出方位角。设A为九柱建筑基址所在地冬至日出方位角，方程组如下：

上面方程组中有五个变量。其中A、Z是太阳地平坐标的两个值，分别为方位角和天顶距。t、σ是太阳赤道坐标的两个值，分别为时角和赤纬。φ是金沙遗址九柱建筑基址所在地的地理纬度。

这五个变量中，有三个是已知条件：

1.冬至日，太阳直射南回归线，太阳的赤纬值为负的黄赤交角。前面我们已经计算出了金沙遗址时期（距今约3000年）的黄赤交角值为23.8144°，得出太阳赤纬值σ= -23.8144°;

2.日出时，太阳在地平方向，它的天顶距Z= 90.0°;

3.九柱建筑基址所在地的地理纬度φ= 30.6836°。

将已知条件代入①②式中，计算得出冬至日出方位角为：A = -61.9977° = -62.00°

这是天文学上的真方位角，要换算成由大地测量计算得出的真方角系统，因此：