登封观星台-中国著名的天文科学建筑

观星台位于登封市东南12公里的告城镇周公庙，距周公测景台20米。元朝天文学家郭守敬创建于13年（1276年），是中国著名的天文建筑。

《周礼·地官·《司徒》载：以土圭之法，测土深，正日景(古影，下同)……在日至的场景中，尺子有五英寸，这就是所谓的土地。东汉郑玄在注释中引用郑中的话说：土圭的长度是五英寸。在夏至的日子里，建一个八英尺的手表，它的风景适合土圭，这就是所谓的土地。今天，英川阳城是这样。

天文官南宫说，唐开元11年(公元723年)仍有一块纪念石表，表南刻有周公测景台字样。表高196.5厘米，约8英尺，表下石座北缘6英尺.6~37厘米，切近唐小尺1.5尺，所以知道这个表在规制上类似于《周礼》中的土圭测景说。

观星台的建筑特色

观星台是一种砖石混合建筑结构。它由两部分组成：盘旋走廊周围的台体和从台北壁凹槽向北铺设的石圭。台体呈方形覆斗状，四壁采用水磨砖砌成。台高9.46米，连台顶小房间统一高度12.62米。顶边长8米以上，基边长16米以上。台湾四壁明显向中心倾斜，收分比例显示出中国早期建筑的特点。

明嘉靖七年(公元1528年)修缮时，台顶小室建成。台下北壁有两个对称的踏道口，人们可以登上台顶。环形踏道和台顶边缘有1.05米高的阶栏和女儿墙，都是砖砌墙，石封顶。为了引导台顶和踏道上的雨水，在踏道四角设置一个水道孔，水道出水口雕刻成石龙头状。在台湾北壁的中间，有一个直通上下的凹槽，它的东部﹑西壁有收分，南壁上下垂直，距石圭南端36厘米。

石圭用来衡量日影的长度，所以又称量天尺。其表面采用36方青石板连续铺设，下部为砖基。石圭长31.196米，宽0.53米，南端高0.56米，北端高0.62米。石圭居子午方向。圭面刻有双股水道。水道南端有方形注水池﹔北端有排水池，长条形，东侧有排水池﹑西两端凿有排水孔。池﹑运河底面，南高北低，注水后可自灌全运河，不用时可排水。泄水池下部，有受水石座一方，为东西向长方形，其上亦刻有水槽一周。

中国着名的天文学家郭守敬，在元初对古代的圭表进行了改革，新创比传统“八尺之表”高出五倍的高表。它的结构和测影的方法﹑原理在元史·在天文志中有更详细的描述。

当时元大都建筑的高表据记载为铜，圭为石。表面高50英尺，宽2英尺4英寸，厚1英尺2英寸，植于石圭南端的石座，入口和座位14英尺，石圭以上表面高36英尺，表面上端铸造二龙，龙身半附着在表面，半身凌空引擎6英尺长﹑三寸厚的横梁。从梁心到表上端4尺，从石圭到梁心40尺。石圭长128尺，宽4尺5寸，厚1尺4寸，座高2尺6寸。圭面中心和两侧均刻有尺度来测量影长。

为了克服表高影虚的缺陷，在测影过程中，石圭还增加了一个根据针孔成像原理制作的景符，以接受日影和梁影。景符下面是一个框架，一端有一个旋转轴，轴上嵌有一个宽2英寸﹑长4寸﹑穿孔洞铜叶，其势南低北高，根据太阳高度调整角度。

中午，太阳穿过景符北侧的小孔，在圭表面形成一个小的太阳倒影。南北移动景符，寻找从表梁上投下的梁影。景符小孔形成的梁影清晰真实﹑细若发丝。梁影平分日像时，可测量日影长度。

登封观星台的直壁和石圭是郭守敬创造高表制度的唯一实物例证。不同的是，观星台用砖槽直壁代替铜表。实地勘察计算后。直壁高度和石圭长度与《元史》所载的结构大多一致。石圭至直壁上缘高36英尺，从表槽上缘再向上4英尺，即横梁处，位于小房间窗下缘，非常适合人们在台顶操作。至圭面40尺。模仿横梁﹑实测景符证明观星台的测量误差相当于太阳顶距误差的1/3角。

除了测量日影的功能外，观星台上还可能有观星等设施。元初进行四海测试时，在此观察北极星的记录，已载入元史·河南府阳城，北极出地34度太弱，天文志据万历十年(公元1582年)孙承基介绍，太弱是古代的十二分之八。台上有滴漏壶，滴下注水，流向尺天。由此可见，观星台是一个测影仪﹑观星、记时等多种功能的天文台。

登封天地之中历史建筑群【少林寺(常住院、初祖庵、塔林)、东汉三阙(太室阙、少室阙、启母阙)、中岳寺、嵩岳寺塔、会山寺、嵩阳书院、观星台】是古建筑祭祀、科技、教育活动的最佳典范之一。