劉賀鏡晷：漢代觀測北斗確定二十四節氣的物證

作者：王金中

漢代最終確立的用來指導農事的補充曆法——二十四節氣，是我國古代的一項偉大發明。2016年底中國申報的「二十四節氣——中國人通過觀察太陽周年運動而形成的時間知識體系及其實踐」正式通過評審，列入聯合國教科文組織人類非物質文化遺產代表作名錄，成為我們這個星球文明發展的鮮明標誌之一。在國際氣象界，二十四節氣被譽為「中國的第五大發明」。然而，很少有人知道二千多年前的漢代，人們最初是通過觀測北斗而確定二十四節氣的。如今，海昏侯墓出土的一面稱為劉賀鏡晷的銅鏡，為我們揭開這個謎底提供了確鑿的物證。

一、出現在鏡晷上的特殊刻度

在海昏侯墓考古發掘中，出土了一面十分奇特的銅鏡（圖1），它的背面通體鎏金，盡顯華貴；鏡紐中央下陷，好似凹槽，這與任何一面古鏡的鏡紐完全不同；五道圓環內，分布著四葉柿蒂紋、八瓣連弧紋，其間還加雜著各式各樣的小圓點。有人認為所有的凹槽和圓點都是當初嵌寶石時留下的痕迹，因此將它命名為「鎏金鑲寶石銅鏡」。但出土時凹槽和圓點處找不到任何鑲嵌過寶石的痕迹。筆者觀察研究後認為，這面銅鏡正面為鏡，背面為晷(guǐ,音軌)，白天用於觀測時間，夜間用於觀測天象，是古代的一種天文計時儀器，應當命名為鏡晷（參見光明網發拙文《鏡晷：海昏侯墓驚現古代天文計時儀器》）。由於此銅鏡是在海昏侯劉賀大墓中發現的，因此正式名稱應當為劉賀鏡晷。現在看來，這面鏡晷還是漢代用於測量北斗確定二十四節氣的一個重要物證。

圖1

與一般的古鏡不同，在這面鏡晷上，既沒有花樣繁多的紋飾，也沒有充滿吉祥的銘文，只有點、線、方、角、圓等幾何圖案，其中暗藏著許多特殊的刻度。深入分析可知，它們與古代通過測量北斗確定二十四節氣有著密切關係。這些特殊刻度至少表達出三層含義。

第一層含義，是方位坐標。觀察鏡晷的最外圈，等距分布著類似花瓣的6個標誌，其中1個好似桃花，5個好似梅花（圖2）。

圖2

這些花瓣應該帶有定位的性質。根據古人對北斗的崇拜，單獨的桃花瓣應指向北極星。

如果把鏡晷中央柿蒂紋葉片上的圓點，與這個桃花瓣用綠線連接起來，那麼，這條線便指向正北。而在相反的方向上，柿蒂紋葉片上的圓點，與梅花瓣用綠線連接起來，那麼，這條線便指向正南。湊巧的是，在鏡晷第二圈共有12個刻鑄的圓點，正北與正南兩條線分別經過其中的1個圓點。在此基礎上，再把柿蒂紋左右葉片上的圓點，與位於第二圈上的圓點分別用綠線連接起來，便得到了正東與正西、正北與正南相互垂直的線（圖3）。

圖3

這樣，鏡晷上的這四條綠線，就確立了東、南、西、北的基本方位。按照古代的天象，東方青龍代表春天，南方朱雀代表夏天，西方白虎代表秋天，北方玄武或玄鶴代表冬天。相應地，二十四節氣的四個最重要的時間節點——春分、夏至、秋分、冬至——便順理成章地形成了。

第二層含義，是節氣刻度。如果把鏡晷第二圈的12個點全部用綠線標出來，其中6個點與第一圈的桃花瓣和梅花瓣相連，從而將鏡晷平分為6個扇面。而另外6個點又將每個扇面平分為2份。這樣，便將鏡晷劃分成為12等份（圖4）。每等分應當包含2個節氣，共計24個節氣。

圖4

古人通過觀測得出，一年二十四節氣共36514 天，反映在圓周的刻度上是36514 度。如果12等份包含著二十四節氣的話，那麼，每等份2個節氣為30度強或31度弱。每個節氣便是15度強，代表的實際時間是15天強。

第三層含義，是四維標誌。細心的人一定會發現，在鏡晷第二圈的12個圓點之間，還有規律地分布著4個顯然是後來用刀子刻上去的小圓圈（圖5）這一定是根據觀測者的實際需要增補上去的。如果把增補的這4個小圓圈用紅點表示，再與鏡紐相連，就會發現每個紅點與兩片柿葉紋之間的2個圓點形成一條直線。也就是說，增補的小圓圈可以看作是兩片柿葉紋之間的2個圓點的自然延伸。因此有充足的理由把這3個圓點用一條紅線連接起來（圖6）。

圖5

圖6

在鏡晷上，由3個點連接起來的直線，除了南北2條綠線外，就是這4條紅線。它們與南—北、東—西4條綠線一樣，互相垂直。非常奇怪的是，以現代人的眼光看，互相垂直的紅線並沒有平分互相垂直的綠線所形成的90度夾角，而是有一定的偏差。這就預示著紅線在鏡晷上處於極為特殊的地位。

那麼，這四條紅線代表什麼含義呢？按照《淮南子·天文訓》的說法，二十四節氣中包含著四個維度，簡稱四維，即立春時的報德之維，立夏時的常羊之維，立秋時的背陽之維，立冬時的蹄通之維。原來，這4條紅線代表著四維，把立春、立夏、立秋、立冬在鏡晷上的位置固定下來。

以上這三層含義疊加起來，再按照古籍上的描述，繪製在鏡晷上，便得出一幅可以用於觀測北斗而確定二十四節氣的示意圖（圖7）。

圖7

二、從測量日影到觀測北斗

眾所周知，二十四節氣是指中國農曆中表示季節變遷的24個特定節令，現在人們知道，它是通過觀察太陽周年運動，認知一年之中時令、氣候、物候等方面變化規律所形成的知識體系。它把太陽周年運動軌跡劃分為24等份，每一等份為一個節氣，始於立春，終於大寒，周而復始，成為歷代官府頒布時間的準繩，指導農業生產的司南，也是人們日常生活中預知冷暖雪雨的表尺。二十四節氣凝聚著古代勞動人民經驗的積累和智慧的結晶。

先秦以前，並沒有形成完整的二十四節氣。但是古人通過長期的觀察和實踐，逐漸掌握了冬至、夏至（稱兩至）和春分、秋分（稱兩分）這四個一年之中最重要的時間節點。甲骨文中有關時間的字大多從日字。《尚書·堯典》把春分叫日中，秋分叫宵中，夏至叫日永，冬至叫日短。而《呂氏春秋》則把夏至、冬至分別叫日長至、日短至。可見，那時對節氣的判斷，主要是根據觀察太陽照射大地的位置變化完成的，學名叫「觀象授時」。

那麼，這種「觀象授時」用的是什麼工具或方法呢？說起來並不複雜，成語「立竿見影」便是答案。中國古代在對太陽的觀測中，出現得最早、沿用得最久的儀器是圭表。「圭」即為正南正北方向平放在地面的測定表影長度的刻板；「表」則是直立於平地上的測日影的標杆或石柱。「圭」與「表」二者互相垂直。用圭表測影，也叫立桿測影。正午當太陽照射在「表」上的時候，「圭」上便出現了「表」的影子，根據影子的方向和長度，就能讀出時間，這也是光陰的來歷。太陽雖然每天東升西落，但在不同季節，出沒的方位和正午的高度是不同的，並有著周期性變化的規律。冬至正午時，太陽的影子最長；夏至正午時，太陽的影子最短。而春分、秋分正午時，太陽的影子正好在中間。這樣就可以比較準確地觀測到兩至、兩分的時間節點。

《周禮·考工記》中提到過一種土圭，就是用赤土製成的圭板，平放到地面上觀測表影。海昏侯墓主棺中發現了一件玉圭（圖8），青色，尖首，折肩，方底，素麵，材質優良，磨製光滑，放置平整。其底部有一圓孔，可插入與之配套的短桿測量日影，是一件不可多得的觀天祭天的禮器。

圖8

有人會問，用這種簡便易行的工具和方法能不能觀測全部二十四節氣呢？回答是否定的。因為漢代一般的表高約八尺，一尺約合現在的23厘米，八尺相當於1.8米左右。從理論上講，用1.8米的圭表測影之法去求兩至、兩分，是沒有太大問題的。但在實際操作時卻困難重重，主要原因是太陽照射到地面或「圭」上的影子往往是虛的，很不清晰。正如清代學者所說：「測影之臬（niè，音聶），不可過短，過短則分寸太密而難分；過長則測景虛淡而難審。」顯然，圭表短了，投影也短，長度量得不精確；圭表長了，則影端虛淡，更不好測量。為解決這個矛盾，古人想了很多辦法，一直到元代天文學家郭守敬，在「周公測景台」主持修建了高達九米多的巨大圭表，又採用了小孔成像的原理測量日影，這個問題才得到初步解決。不過，這是後話。

對二十四節氣最早、最完整的總結，是在漢代，見諸於前面提到的《淮南子·天文訓》。它的作者是淮南王劉安，即漢高祖劉邦之孫、漢武帝劉徹的叔父，當然，他也是海昏侯劉賀的曾祖輩。劉安的《淮南子》成書於公元前139年，早於司馬遷的《史記》成書40多年，因此，《史記》中約有70多處引用《淮南子》。可見，《淮南子》在歷史上、學術上的地位，其中記述的天文、地理、曆法、氣象、物候、樂律等，代表了漢代最高科技成果和學術水平，它所記載的二十四節氣及其觀測方法，應該是可信的。

首先，《淮南子·天文訓》第一次把二十四節氣的名稱、順序完整地確定下來。驚蟄古名「啟蟄」，由於漢景帝叫劉啟，又是劉安的表哥，劉徹的父親，為了避諱，《淮南子》把它改名為驚蟄。直到2200多年後的今天，《淮南子》所確立的二十四節氣名稱、順序也沒有改變（圖9）。這在世界科技史上不能不稱為一個奇蹟。

圖9

其次，《淮南子·天文訓》第一次明確指出二十四節氣的測量是依靠觀測北斗的變化取得的。原文是：「而升日行一度，十五日為一節，以生二十四時之變。斗指子，則冬至，……」古人注釋為：「升」當為「斗」字之誤也。言斗柄左旋，日行一度，而以十五日為一節也。當斗柄指向子位，便是冬至。這就明白無誤地說明，最初的二十四節氣，並不是由觀測太陽位置的變化確定的，而是由觀測北鬥鬥柄位置的變化獲得的。

再次，《淮南子·天文訓》第一次給出了運用北斗測量二十四節氣的具體數據。中國古代觀測太陽圍繞地球轉一周需要36514 天，相應地把圓周的刻度劃分為36514 度，這與西方圓周的刻度為360度完全不同。古人把兩維之間的6個節氣確定為91516 度，也就是91516 日。每個節氣斗柄旋轉15度強，即15日強。這樣計算下來很不方便。於是規定每個節氣為15度整，即15日，而處於四維的立春、立夏、立秋、立冬每個節氣為16度強，也就是16日多一點。這樣，二十四節氣加起來就是36514日。

三、古代的天文曆法與對北斗的崇拜

秦始皇統一中國後，實行「書同文，車同軌」，在曆法上全國統一施行顓頊（zhuān xū）歷，以建亥之月（十月）為歲首，年終置閏。漢承秦制，仍然沿用顓頊歷。但到漢武帝時，顓頊歷漸與實際天象不符，把閏月總是放在閏九月也不能適應農耕生產對掌握季節的需要。於是，漢武帝聽取太史令司馬遷等人改歷的建議，下令從全國徵募二十餘位專家「議造漢歷」，並於公元前104年頒行新曆。由於這一年是太初元年，因此稱為太初曆。這是現今能夠見到的我國最古老的一部完整的曆法。此時，距《淮南子》成書已經過去了35年。

太初曆不僅規定了每月294381 天、每年3653851539 天、19年置7個閏月、每年1月為歲首等，更重要的是把二十四節氣融入到曆法中。這樣，就使古代中國的曆法既不是陰曆，也不是陽曆，而是陰陽合曆。具體地說，就是以太陽的運動周期作為年，以月亮圓缺周期作為月，以閏月來協調年和月的關係，從而使古代曆法建立在更加科學的基礎上。

怎樣使陰曆和陽曆緊密結合在一起呢？太初曆把24節氣進一步細分為相間的12個中氣和12個節氣，並且確定以中氣所在決定月的名稱，如雨水所在月為1月，春分所在月為2月，穀雨所在月為3月……冬至所在月為11月，大寒所在月為12月，等等。而無中氣的月無名稱，只能稱為前一個月的閏月，這一原則稱「無中氣置閏」。它合理地調整了年和月的關係，使季節與月份大體穩定。這一方法從太初曆開始施行一直延用到今天。

應該說，在劉賀生活的年代，隨著太初曆的頒布實施，二十四節氣已經從皇家走到民間，成為中華大地上人們日常生活中非常普遍的計時方法。

那麼，怎樣來觀測和確定二十四節氣呢？這就要提到古人對北斗的崇拜。

在夜空的所有星象中，中國人最早認識的就是北斗七星。因為其一，從北半球看，北斗星處於終年可見的夜空，比較明亮，非常容易辨別。人們只要認識了北斗星，就能夠逐步認識其他星象。其二，利用北斗七星可以準確地找到北極星，而北極星似乎永遠不動，人們可以用它確定正北的方向，並分辨其他的方向。其三，北斗七星的斗柄就像指針一樣在天空旋轉，每年轉一圈，可以精確地指示時間，因此有「斗轉星移」的成語。

古人把北斗七星分為魁和杓兩組，魁由天樞、天璇、天璣、天權四星構成，稱為斗身；杓由玉衡、開陽、搖光三星構成，稱為斗柄（圖10）。如果朝鬥口方向的天樞、天璇二星延長約5倍遠，就能找到北極星。

圖10

古人直觀地感覺，天上所有的星辰包括日月都圍繞著北極星旋轉，從而有了東南西北，有了春夏秋冬，有了日月交替，有了規律秩序，有了天地萬物。因此很自然地賦予北斗以神性，認為北斗是一位高高在上的、能夠主宰萬物的神靈，世界因為有它而存在，生命因為有它而繁衍，人類因為有它而秩序井然。故而把北斗星稱為帝車，北極星稱為帝星、天極星、天一星、太一星等。漢代的武梁祠畫像石，就清晰地表達了這一點（圖11）。

圖11

《周易》說「一生二，二生三，三生萬物」，其中的「一」 就是指天一或太一，即北極星；二指月和日或陰和陽；三指天、地、人。《尚書·說命》孔穎達疏：「北斗環繞北極，猶卿士之周衛天子也。」屈原《九歌》中的第一首祭神的樂歌，就是「東皇太一」，對此，王逸注釋：「太一，星名，天之尊神。」《漢書·郊祀志》：「天神貴者太一，太一佐曰五帝。古者天子以春秋祭太一東南郊。」《史記·天官書》更加明確地說：「斗為帝車，運於中央，臨制四鄉，分陰陽，建四時，均五行，移節度，定諸紀，皆繫於斗。」這些記述都反映出古人對北斗的崇拜，甚至超過了對太陽和月亮的崇拜。

正是基於對北斗的這種崇拜，使古人能夠依據對它的終年觀測，建立起最早的時間系統。我國現存最早的一部傳統農事曆書、商周時期的《夏小正》多次提及：「正月，斗柄懸在下」，「六月，初昏斗柄正在上」，「七月，斗柄懸在下則旦」，等等。差不多同一時期的道家著作《鶡（hé,音和）冠子》十分明確地提到：「斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。」這便是運用北斗觀測節氣的早期記載和最初成果。

在這樣的基礎上，劉賀鏡晷的出現進一步證明：其一，漢代繼承了以往的傳統，對於二十四節氣的精準觀測，仍然是以北斗為主，以日影為輔；其二，觀測的精度已經從區別兩分、兩至以及四季，提高到全部二十四節氣。從而使中國曆法科學的光芒照耀在中華大地上長達二千多年。

四、如何用鏡晷觀測北斗？

僅僅有鏡晷還不能有效地觀測北斗確定二十四節氣，必須配備輔助的測量工具。而這種輔助的測量工具是什麼樣子呢？目前尚未發現流傳下來的實物，史籍中也找不到確切的記載。但有一點推測是合理的：這些輔助測量工具或許就隱藏在劉賀大墓中，只是人們還沒有完全識別出來。

原始社會把禮天作為與神靈溝通的方式，並且非常神聖、虔誠。禮天首先要觀測天象，確定日期，然後再進行各種宗教祭祀活動。《周禮·春官》記載：「以玉作六器，以禮天地四方。以蒼璧禮天，以黃琮禮地，……」可見，包括觀測天象在內的禮天器物都是用最為貴重的玉石製成的。出土于山東的新石器時代的多節玉琮（圖12），是我國古代最重要的禮器之一，它內圓外方，象徵天圓地方，中間的圓孔可以觀天，很可能就是原始社會的一種「天文儀器」。秦漢時期出現的成語「以管窺天」，簡稱「管窺」。這裡的「管」，應當為玉管；「窺」，應當指觀測、探測；「天」，應當是天體、天文。這種測量天文的玉管古代叫窺管或玉衡，外國叫望筒。

圖12

考古人員在海昏侯墓的主棺中，劉賀遺體的腰部位置，發現了兩件玉管（圖13），都是和田玉質。一件稍粗、稍長；一件稍細、稍短。目測粗的玉管長度為漢代的九寸，細的玉管為漢代的八寸。劉賀死後把這兩件玉管拴在腰間下葬，說明它們非常珍貴。筆者在《玉質黃鐘律管：海昏侯墓驚現漢代律、度、量、衡的基準器》（見光明網）一文中曾經論證，一件為黃鐘律管，一件為大呂律管。它們都可以作為窺管或玉衡使用。

圖13

《淮南子·泰族訓》中說：「人慾知高下而不能，教之用管準則說（悅）；欲知輕重而無以，予之權衡則喜；欲知遠近而不能，教之以金目則射（愉）快，……」意思是，如果有人想知道物體的高度而不能做到時，你教給他們使用窺管和基準器，他們就會高興的；如果有人想知道物體的重量而不能做到時，你教給他們使用權與衡，他們就會喜歡的；如果有人想知道遠近距離而不能做到時，你教給他們使用金目即用窺管瞄測，他們就會愉快的。其中多次提到窺管，可見漢代時窺管已經是民間使用的最重要的測量工具之一。

夜間使用窺管或玉衡觀測星辰，是遠古天文測量的一大變革。一是可以使目光集中在一個點上，觀察更加細緻、準確。二是可以遮蔽一部分側光，使暗星有較好的能見度。三是可以精準地確定星辰的仰角和方位，便於記錄，進行反覆對比觀察。因此，海昏侯墓中的這兩件律管可以作為窺管配合鏡晷觀測北斗，以確定二十四節氣。

這裡還有一個必要條件，就是把律管相對固定在鏡晷上，並且可以根據觀測的需要左右轉動，以便把觀測的結果記錄下來。古籍中記載，最古老的天文觀測儀器——渾天儀，就是由玉衡、璇璣等部件構成的。最初的璇璣也是由玉石製成的。順便提一句，古人對北斗七星的命名，就是參照了天文儀器上部件的名稱，如玉衡星、天璇星、天璣星、天權星、天樞星等。這也說明在相當長的時間裡，古人使用天文儀器，是以觀測北斗為主的。

在海昏侯墓主槨室西室中部，出土了一件造型十分奇特的玉龍，其蜿蜒的玉龍尾部圍攏成半圓，身軀則與左右兩側彎轉的足部形成直角，背部還高起一方形短凸棱，凸棱上有一橫穿孔（圖14）。對於這種造型的玉器，人們很難說清它的具體用途。考古工作者研究後認為，這件玉龍有不凡的來歷：原為西周時期的玉琮，春秋晚期依造型特徵改製為玉龍，並加上這一時期特有的紋樣而形成一件全新的玉製品。改制後又輾轉流傳近500年，最終歸劉賀所有。玉琮本為觀測天文的禮器，改制後是否仍然用於觀測天文呢？值得注意的是，這件玉龍有兩處未封閉的旋孔，並呈90度夾角。這會不會就是起固定窺管作用的璇璣一類的裝置呢？這些疑問有待於人們作出進一步的研究和論證。

圖14

漢代通過對北斗的觀測而確定的二十四節氣，在中國古代天文學、曆法學、氣象學上具有劃時代的意義。二十四節氣充分體現了中國人尊重自然、順應自然規律和適應永續發展的思想理念，而劉賀鏡晷作為觀測北斗而確定二十四節氣的物證，成為先人留下的一份寶貴遺產，中華兒女有責任繼承過來，再傳承下去。

2018年3月29日

本文摘自王金中著《管窺漢代文明之光——海昏侯墓出土文物探析》

本文參考資料：《史記》、《漢書》、《淮南子》、《中國科學技術史（李約瑟）》、《中國通史（白壽彝）》《中國古代文化常識（王力）》、《中國天文考古學（馮時）》、《考古2016·7》、《收藏家2018·3》；《南昌漢代海昏侯國考古成果展》展板說明、近期報刊有關新聞報道。

圖片來源：《五色炫曜》、《驚世大發現》展覽、首都博物館網站。

來源： 光明網

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