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探秘北京中轴线
《科学时报》     作者:潘锋
    北京中轴线是世界城市史上极为罕见的一条建筑艺术轴线。然而,经过测量发现,这条线并非正南正北,而是与子午线有所偏离。如果真是这样的话,那元、明、清三个朝代的33位皇帝的宝座不是都歪了吗?为什么中轴线会偏离子午线?是古人有意为之?还是测量出了问题?

    说到北京的建筑规划,不少人恐怕都会想到中轴线这个最重要的建筑特征之一。北京中轴线南起永定门,往北经过正阳门、紫禁城、景山、钟楼、鼓楼,全长大约为7.8公里。以紫禁城为中心,从而成为当时连接南北城的主线,时至今日,这条中轴线仍旧起着脊梁的作用。这条中轴线并不是一条具体的“线”,而是相对比较抽象的,因为在它上面有了一些非常独特的建筑形态,才让我们看到了形迹,就像因为起伏而显示出的跳动的乐章。

    我国的很多城市都有中轴线,而且往往是和子午线相一致的。子午线就是我们平时所说的连接南北两极的经线。在20世纪50年代北京的一次施工中,曾经挖出一只石鼠和一匹石马,这两件孤立的文物分别在中轴线的两个不同的地方。中国古代天干地支中,子为鼠,午为马,暗示着中轴线实际上是城市的子午线。

    北京城作为一个帝都,元、明、清三代33个皇帝都在这里面南背北称帝。但是,一位老先生经过非常认真的研究后发现,中轴线和子午线并不是完全吻合的。这么一看,33位皇帝的宝座有可能都坐歪了,而北京城也就不是正南正北了。那么,他的这个理论到底有没有道理,事情是否真的如此呢?

    惊奇的发现

    中国测绘科学研究院研究员夔中羽在北京生活了几十年,由于一直从事空中遥感摄影以及测绘地图的工作,使得他对地物目标有着浓厚的兴趣。一次,他要拍摄一张北京的全景鸟瞰图。他先找来了一张航空影像图,航空影像图是航空摄影的相片经过处理,镶嵌起来的俯视图。面对高清晰的图像,夔中羽开始琢磨应当从哪儿开始拍摄。此时,他开始关注起北京城中直通南北的中轴线。看着看着,他猛然发现这条线并非正南正北,而是有所偏移!

    夔中羽知道地图是按照地理坐标严格控制制作的,应该不会有问题。他马上又找来了北京的卫星影像图。在卫星影像图上,中轴线也是偏离子午线的,他又买了好多版本的北京市地图,当中还包括北京交通游览图。结果一看,都偏了一点儿,并且是向逆时针方向偏了一点点。这就证明了这条线确实与子午线有一个偏角。

    中轴线偏离是一件很值得琢磨的事情,北京的这条南北中轴线到底是什么时候形成的,又是什么时候偏的呢?

    古人建城,都要建立“中心台”作为城市的几何中心。从西周到辽金,城市的中心点和中轴线不断漂移,直到元代,蒙古铁骑扫荡四方,北京才真正成为全国的政治中心。

    当时城市的中心点确定在现在鼓楼的位置,中心点确立后,城市的中轴线和城池的位置自然也就得以确立。从那以后的800年,中轴线一直没有改变。梁思成先生曾经说,“北京独有的壮美秩序就由这条中轴线的建立而产生。”以上事实说明北京中轴线偏离子午线是建造元大都时就形成了。这也就是说,中轴线从建造元大都的时候就偏了。

    夔中羽考虑,既然从地图上发现北京的中轴线有一定的偏离,那这个角度到底有多少呢?于是夔中羽决定对永定门进行一次实地测量。

    立竿见影测轴线

    要测定永定门的子午线,首先要知道太阳经过永定门当顶的精确时间,这一时间对测量十分关键。夔中羽和专家一起,根据世界时分区、当地时间差和当日时差等多种因素推算,确定了太阳经过永定门的正午时间。

    2004年冬季的一天,夔中羽和测绘专家在永定门城楼下向北的甬路上,开始了立竿见影试验。他们在甬路中央立了一根2米长的杆子。在杆子的下面,延甬路中心线向北,粘上一条长6米的黑胶带,表示中轴线。当太阳经过永定门上中天时,杆子的影子就是永定门子午线。影子与黑胶带之间的夹角就是子午线与中轴线的夹角。

    经过精确的测量和计算,发现北京中轴线偏离子午线2度多。这个偏角的计算是不是正确呢?夔中羽又在地形图上选择了永定门、钟楼和地安门三个点,算出偏角是2度十几分,证明永定门立竿见影粗略测量的结果是正确的,根据这一计算,从永定门开始的中轴线到了钟楼,就已经偏离子午线达300米了。

    是不是计算错误

    可是京城的中轴线为什么会是偏的呢?在建造元大都的时候,是故意让它偏的,还是因测量错误造成的呢?

    地球上各处的经、纬度和方位角都是随时间变化而发生某些变化的,比如地球在运行过程中会出现很小的周期性摆动、移动、偏转等现象,这在天文学上称为极移、章动和岁差,那么中轴线的偏离与这些天文现象是否有关系呢,夔中羽为此专门请教了中国科学院院士席泽宗。席泽宗是享有国际声誉的天文学家和天文史学家,他在了解了关于北京中轴线偏离的情况后,认为把一些天文现象与北京中轴线偏离联系起来有些不合适。

    因为极移是地球自转中在地球内部的一点挪动,面积很小。岁差、章动虽然会影响到恒星位置经纬度的变化,但不会影响地面经纬度的变化,所以天文现象影响中轴线偏移的因素可以排除。

    那么是不是计算误差所致呢?我国古代很早就有精确的测量,唐朝的学者曾经在河南很准确地测量了子午线,从河南考古复元的宋代皇城模型就可以明显地看到城中那条笔直的中轴线。我国古代,在天文历法数学等方面已经达到了相当高的水平,所以中轴线偏离不应是测量错误。不是技术原因,那又是什么呢?

    远方是什么?

    为了揭开这个深藏在中轴线背后的谜团,夔中羽暂时放下依据自然和技术路线寻找原因的途径,开始寻找人文线索。

    夔中羽考虑古代很多建筑的方向,都和远方的一些地物有一定的关系,北京的中轴线是否也和远处的地方建筑有一定的关系呢?现在的北京城是在元大都基础上建立的,而元大都又是元朝忽必烈建立的,那忽必烈以前在别的地方会不会建有什么与北京相关的建筑呢?

    夔中羽找来了北京至内蒙古的几张地形图,当他把九张地形图连接起来看的时候,一个从没关注过的地方展现在眼前。他惊奇地发现:北京中轴线往北延伸,它的延长线直指古开平,而那正是元世祖忽必烈的发祥地。

    1206年,成吉思汗创建了蒙古帝国。二十几年后,忽必烈在领地内,由刘秉忠设计城邑,营造宫室,建成了开平,也就是元上都。

    元上都和元大都有很亲密的关系,当时元朝是两都制,也就是一个国家有两个首都,那么北京的这条中轴线是否和元上都有关系呢,在地图上测量总有误差,要取得更精确的结果,还需要更加精确的数学计算和使用GPS全球卫星定位系统作实地测量。夔中羽决定循着北京发出的这条中轴线到内蒙古自治区亲自考察一下。

    寻古探今元上都

    从北京、河北到内蒙古的正蓝旗直线距离为270公里,夔中羽考虑,当时负责设计的人会不会是按照当时统治者的意愿,为体现两都统一,而采用上都――大都连线作为大都中轴线的基准线呢?带着这个疑问,夔中羽在当地文化局副局长赛音、元上都史学研究者东希格的陪同下,向元上都遗址进发。元上都遗址位于内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝旗上都镇东北面。

    元上都遗址经过几百年的变迁,早已经成为一片废墟。夔中羽行走在上都古城,他们寻找着从古都北京延伸过来的那条线,他们展开地图,依据GPS卫星定位仪寻找元上都遗址中从北京延伸过来的中轴线,并与地图一一对证,然而这条无形的线究竟在哪里呢?

    当夔中羽手中的GPS仪显示出东经116度12分的时候,他知道距离真正通过中轴线的那个点只差1分的经度,也就是几百米的距离。夔中羽把连接元大都与元上都的这条线称为两都线。这么一看,北京城的中轴线就位于两都线的南端。学者们认为,我们不应该用现代人精确的测量方法去评判古人的测量,因为毕竟在那个时代,他们没有那么完备的工具,更没有必要把这条中轴线刻画得要精确到小数点的4位以后。

    对于夔中羽和许多科学家来说,中轴线偏离的原因是否真的是人文因素决定的,还有待于进一步考证,但是不管答案是什么,中轴线上那些经历了几百年风霜雨雪的诸多文化历史遗迹,将注定帮助人们揭开这一极富传奇色彩的谜团。
[ 2005年3月2日 ] [ 评论几句 ] [ 推荐给同事 ] [ 关闭窗口 ]