天文文化

    周王朝建立後，周武王認為嵩山是天室，並在此祭天。成王繼位後，攝政的周公遵照武王的遺囑營建新都洛邑。在占卜盛行的時代，周公一方面做洛邑位居地中、“求地之中，以建王而阜安萬民”、“王者必居土中”的輿論，一方面打著制訂曆法、發展農業生産的旗號，開始了中國歷史上第一次大規模的天文測量。他在全國設置了五處觀測點，以潁川陽城為中表，開始築土圭、立木表，測量日影。通過日復一日、年復一年的測量，周公把測量的數據一一記錄下來，發現了日影有一個由長到短再由短變長的週期，並根據每天日中日影的變化找出了季節的變化，得知了冬天日影長、夏天日影短的規律。於是，他就把一個週期稱為一年，並把日影最長的那一天定為冬至，把日影最短的那一天定為夏至，把長短變化中的兩次等分點分別稱為春分和秋分，這樣根據四季變化指導農業生産就有據可依。

　　古時，因為科技落後，生産力不發達，認識水準低下，人們認為天圓地方，認為天球投影下的地球南北長三萬里。與八尺表測量出來的日影長對照，認定“影長一寸，地差千里”。周公利用圭表之法“測土深、正日景、求地中、驗四時”，發現登封陽城夏至時表影長一尺五寸，恰在地球南北的中心點上，於是就認定這裡為天地、宇宙的中心。正因為此，周公即派太保召公去距地中陽城僅一百多裏的洛邑觀察地形，隨後親往洛邑營建都城。周公證得陽城為天地之中，於是中原地區被稱為中國，豫州被稱為中州，華夏民族被稱為中華。中國、中華、中州、中原、中嶽、中土、中央、中天等詞語中的“中”字都由此而來。連河南方言也不説“好不好”、“行不行”，而説“中不中”。

　　唐開元十二年(724年)，著名天文學家僧一行奉命“考前代諸家曆法，改撰新曆”，再次組織了一次空前的天文測量，他仍以登封陽城為中心觀測點，並根據實地測量結果，編成了結構嚴謹、條理分明的《大衍歷》。他的下屬南宮説為保存周公測景的舊制，遂把周公時期的土圭木表更改為石圭石表，並刻上“周公測景臺”五個大字。

　　至元十三年(1276年)，忽必烈任用著名的科學家郭守敬、王恂等人進行大規模的天文觀測活動，以改進、修訂曆法，這就是著名的“四海測驗”。改歷之初，郭守敬就敏銳地首先提出實際觀測是治歷之本的原則，他説：“歷之本在於測驗，而測驗之器莫先儀錶。”所以他集中精力研製新的天文觀測儀器，在簡要實用的原則指導下，他先後創制了簡儀、高表、仰儀、景符等十八種天文儀器，而簡儀和高表是最重要的兩種儀器。而觀星臺實際就是郭守敬創建改進的高表。為了制訂出更加精準的曆法，郭守敬向忽必烈進諫説：“唐朝開元年間，一行和尚曾命令南宮説到天下十三個地區實地觀測，而今天國家的疆域比唐時尤為廣大，更需要到邊遠的地方進行測驗。不然，日月交食分數時刻不同，晝夜長短不同，日月星辰去天高下不同，可以先南北立表，取直測影。”英明的忽必烈批准了他的建議，于至元十六年(1279年)，設十四路監候官，分幾路出發到全國各地進行天文觀測。據記載，登封陽城就是這次四海測驗活動中的一個觀測所，並且是當時全國的中心觀測站。至元十六年三月，郭守敬由上都、大都開始，歷經河南，轉抵南海，行程數千里，親自掌握這一路的測驗，曾親自在登封陽城主持觀測，得出了陽城“北極出地三十四度太弱”的結論。今天的登封觀星台北京觀象臺是郭守敬創建的兩所永久性高表。登封觀星臺是一座具有測影、觀星和計時等多種功能的天文臺，也是“四海測驗”中二十七座觀測站迄今仍然保存於世的唯一一處。觀星臺不僅是我國現存最的天文臺，也是世界上最古老的天文遺址之一。觀星臺距今已有700多年曆史。她是世界上沿用最久、保存最為完整的古天文建築之一，是我國歷史上天文科學發展高峰的佐證，也是目前我國現存最早的一座觀星臺。

　　郭守敬通過在觀星臺的實地觀測，掌握了地球運轉的規律，並準確地測出二十四節氣，特別是夏至、冬至、春分、秋分的準確時間，于至元十七年(1280年)編制出了當時世界上最先進的曆法──《授時歷》，該曆法的一個回歸年長度為3652425天，合今天的365.2422天即365天5小時49分12秒，同現代科學測定的回歸年長度365天5小時48分6秒相比，一年僅長0.0003日即26秒，而與現今世界上通用的格裏高利歷相比一秒不差，但卻比它早了三百多年。《授時歷》編成後，元世祖忽必烈根據《尚書》中“敬授民時”一句定名為《授時歷》。《授時歷》使用長達364年之久，是我國歷史上施行時間最長的曆法。後來元朝皇帝還下詔書把《授時歷》賜給高麗(今朝鮮)、日本、安南(今越南)等國家使用。

　　三、地質文化

　　中嶽嵩山東西橫亙60余公里，峻極於天，氣勢磅薄。23億年前，當世界還處於滄海橫流時，當中國大部分地區還沉浸在浩翰的汪洋大海深處時，嵩山便已橫空出世，巍然聳立。5。7億年前，當嵩山最後一次升出海面，雄姿矗立碧天時，喜馬拉雅山和秦嶺都還在海底沉睡。嵩山岩齡有的已屆36億年，無愧於地球上的老壽星這一讚譽，嵩山堪稱萬山之祖、五嶽之尊。

　　在嵩山，我們可以探索華北古陸三十多億年的滄桑變化：太古宙的岩漿侵入，元古宙的地殼運動，古生代的海進海退，中生代的滑動構造，新生代的山嶽冰川。險峻壯美的嵩山因岩齡古老和發育完全、出露完整、類型齊全的獨特地層構造而被冠以“天然地質博物館”、“地學百科全書”、“五世同堂的地質史記”。嵩山歷來為國內外學者所重視，中國地質科學院第五任院長、聯合國教科文組織地質公園專家組惟一的中國專家趙遜這樣讚美嵩山：“嵩山與美國的黃石公園、加拿大的蘇必利爾湖、俄羅斯的卡拉半島等相比，科學價值在其之上。”馬杏垣教授在向國際文化與自然遺址保護委員會推介嵩山地質遺址時説：“嵩山地區地質現象中最可貴的是它的重力滑動構造，這是世界上最宏偉的，可以説也是獨一無二的。世界上前寒武紀重力構造雖然在西南非也有，但不如中國嵩山精彩。從古構造觀念上講，它們是輕沉積物的變形，琳瑯滿目。”聯合國教科文組織地學部主任伊德博士對嵩山地質景觀考察後激動萬分地説：“嵩山不僅擁有全球罕見的五世同堂地質現象，還融合了地球的歷史和文化，真是太奇妙了，全世界的人都期待來此參觀。”

　　嵩山是石頭與人文景觀的完美融合，其地層構造在全球有重要的地學對比意義。嵩山地區發育著集典型、稀有、系統性于一身且不可再生的珍貴地質遺跡，是研究地殼演化規律、追溯地球演化歷史的理想場所。在不到400平方公里的區域內，嵩山地區連續完整地出露著太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代五個地質時期的沉積和構造──熱事件的序列産物，清晰地保存著發生在距今25億年、18億年、5。43億年分別被命名為嵩陽運動、中嶽運動、少林運動三次全球性前寒武紀造山、造陸運動所形成的不整合接觸界面及構造形態遺跡，嵩山以其豐富的地質文化內涵受到世人的青睞。

　　嵩山地區現代意義上的地質調查開始於上世紀初期。1950年，地質學家張伯聲在登封嵩嶽寺塔西南山溝中發現了片麻岩與石英岩之間的不整合接觸關係，隨即命名為“嵩陽運動”。1954年，張爾道教授把五佛山一帶分佈的輕微變質或不變質岩層稱為五佛山系，並把五佛山系與石英岩之間的不整合接觸命名為“中嶽運動”。1960年，王曰倫教授發表了論文《嵩山地質觀察》，在證實肯定嵩陽運動、中嶽運動的同時，把五佛山系與寒武係之間的不整合接觸命名為少林運動。不久，走遍了嵩山山山水水、溝溝坎坎的馬杏垣教授在五佛山群葡萄嶺組頁巖與駱駝畔組之間發現了微弱交角不整合接觸關係，創立了舉世聞名的重力滑動構造理論。

　　嵩山山系中最古老的岩石是太古代花崗綠岩係，它是距今36-25億年由海底基性岩漿噴發和酸性岩漿侵入而形成的火山岩和侵入岩，後經地殼運動的應力作用和溫、壓效應，使其褶皺造山、變質變形的片麻岩，地質學家把不同類型的片麻岩總稱為登封群。距今25-18億年古元古代濱海、淺海沉積物變質而成的石英岩、片岩和白雲類岩石，地質學家總稱為嵩山群。距今18-10億中元古代濱海、淺海沉積的礫岩、石英岩狀砂岩、泥岩、頁巖、白雲岩等，地質學家稱其為馬鞍山群和五佛山群。大約從36億年前開始，嵩山地區的海底發生了來自地幔的基性熔漿噴發和酸性岩漿侵入，形成了被稱為結晶基底的花崗綠岩係。在距今25億年前後，嵩山地區發生了被稱為“嵩陽運動”的劇烈地殼運動。嵩陽運動是指太古宙登封群片麻岩與元古宙嵩山群之間不整合界面所代表的一次造山運動。嵩陽運動的結果使海底沉積的花崗綠岩係受到近南北向的應力作用、溫壓效應而發生褶皺隆起，慢慢露出海面，形成山脈，這是嵩山首次露出崢嶸。後來經過長期風化剝蝕，嵩山漸漸被夷平了，加上地殼不斷下降，嵩山又被淹沒在海水之下，形成濱海和淺海環境，接受了被稱作嵩山群的碎屑物質、泥質及鈣鎂等物質的沉積。到了距今18億年前後，嵩山地區發生了被稱為中嶽運動的全球性地殼運動，中嶽運動是指發生在中元古代和古元古代之間嵩山地區五佛山群與嵩山群不整合界面所代表的一次褶皺造山運動。中嶽運動期間，來自東西方向的應力作用和溫、壓效應使海底的碎屑岩──碳酸岩地層慢慢隆起成山，露出海面，嵩山第二次屹立於中華大地。中嶽運動是嵩山地區地質發展演化史中最重要的構造事件，它形成了區內統一的基底，是基底演化階段的結束、沉積蓋層演化階段開始的標誌，它還標誌著華北統一大陸的形成。中嶽運動後，嵩山再次慢慢風化、剝蝕、夷平、下降，逐漸被海水吞噬，形成濱海、淺海等環境，先後沉積了被稱作馬鞍山群、五佛山群和羅圈冰磧層的地層層序，到了距今5。43億年前後，嵩山地區又發生了被稱為少林運動的地殼運動。少林運動指嵩山地區寒武係關口砂礫岩與五佛山群之間的不整合界面所代表的褶皺造山運動。少林運動使嵩山一帶大範圍地升出海面，形成了現在的嵩山山系，後來雖然發生了古生代廣泛的海侵，但嵩山山系的主要山峰始終未被海水淹沒。少林運動結束了地質史上的元古代，進入了古生代。這次運動的證據在少林寺南面的山坡上清晰可見。少林寺的位置正代表著這段地質史的分野，少林寺前面是元古代地層，後面是寒武紀地層。從寒武紀到奧陶紀，嵩山地區大部分仍然被海水覆蓋，又經過了兩億年，這裡的地殼最終上升到海平面以上，嵩山從此揚眉吐氣，昂首屹立於天地間。

　　三疊紀時，發生了一次延續時間很長的被稱為燕山運動的地殼運動，我國的很多山脈都是在這次運動中形成了現在的基本格局。嵩山這次受到南北方向力量的擠推，形成了東西方向的主軸，又因受力部位不均勻，一方面形成了嵩山南北兩側的東西方向大斷層，形成了壁立千仞的懸崖峭壁，使得嵩山挺拔峻峭；一方面出現了兩組剪切斷裂，沿著東西方向的大斷層，太室山相對少室山北移，五指嶺又相對太室山北移，形成了現在嵩山的山勢和地貌。

　　古老、悠久的嵩山，其誕生、演化就是中原大地滄桑變遷的見證。正因獨特的地質構造和珍稀的地質遺跡，2001年3月16日，嵩山成為首批國家地質公園，2004年2月13日，嵩山通過評審成為世界地質公園。