基于C-STEAM教育理念下的节气测影活动分析

以二十四节气为主题的节气测影科普活动为例,从活动策划思路、内容设计等方面阐述C-STEAM理念在活动中的应用,探讨如何构建科普活动课程创新体系,落实创新驱动发展,从而达到普及天文知识、弘扬传统文化、提升公众科学素养和文化自信的目的。

论古代天文历术中的立竿测影

立竿测影、日晷是追随“天极”、“二十八宿”的框架 ,来测定天地东西南北中这五个方位 ,并据此划分 2 4节气、岁、月、日、时 ,这些内容是对地球全方位直面太阳运动的演示。

“南方丝绸之路”上发现的“立杆测影”文物

"立杆测影"是最古老的天文观测仪器之一,古代"南方丝绸之路"地区诸多遗址中出土了若干可能是"立杆测影"文物的遗物。其中包括三星堆遗址出土的青铜神树、羊首龙柱、公鸡杖首、太阳神鸟、牙璋等;盐源县出土的青铜树、羊首虎杖、青铜鸡杖等;云南石寨山出土贮贝器上的"表柱"、贵州汉墓出土的青铜树连枝灯、伏羲女娲石刻、广西苗族的"盘龙表柱等。这些"立杆测影"文物都与"树、龙、鸟、虎、羊"等动物标志性图像有密切关系。

阴阳五行、神机气立的理论基础来自于立竿测影——兼探讨形神之神(生命矢量)与中医学体系的物理学特征

形神之"神"是主宰人体生命活动的一种具有矢量性质的力量或能量(作者称"生命矢量")。在探讨"生命矢量"的内涵中,发现"神机、气立"与阴阳、五行学说的理论基础,都来自于立竿测影。上古学者通过立竿测影,认识了太阳和日影点的(视)运动规律,从中发展出阴阳、五行学说。通过将生命矢量顶端点的运动类比为日影点的运动,上古医家成功地使用了阴阳、五行学说来描述、解释"生命矢量"的周期运动,二学说由此成为了中医学里最基础的理论。经络系统同样用于描述"生命矢量",区别在于阴阳、五行系统使用的是矢量图,而经络系统使用的是立体的干涉图。透过"生命矢量"的认识,可以发现中医学的相当部分内容,都带有鲜明的物理学特征,中医学的精华部分,建立在物理学(而非化学)的层面上。

形与神俱现代科学研究(2)——立竿测影与阴阳五行定义、古经文五脏配五行、河图洛书

阴阳的原始定义是"阴为云遮住太阳,阳为云离开太阳";五行的原始定义是"通过立竿测影观察太阳的周期运动规律"。通过立竿测影,得到了阴阳及五行各行的科学内涵及定义。五行中的木、火、金、水四行的内涵,来自于日照移行区在四季里的动态变化,此四行为"阳行";土行的内涵,则来自于日影移行区在一年中的动态变化,此一行为"阴行"。"阳行"四行的组合与"阴行"一行之间,构成了一对阴阳互动的整体系统,可视为一个活的生命模型。古经文的五脏配五行,既符合脏器的准确解剖方位,也契合立竿测影所得到的阴阳模型,更符合《内经》的心血管、神经系统同一体、毛细血管网与纤维神经网是所有脏器的共同基本结构等的潜在认识。河图、洛书里的数字排列原则,也来自太阳-日影的动态变化规律。由此,阴阳五行的科学内涵与定义、"神"的矢量性质认识、脏腑的解剖与功能定位,甚至河图、洛书的数字排列,都可以用太阳的运动规律及其模型来归纳,即以太阳运动规律为公理。这种公理底核的统一,为中医基础理论的诠释、应用和发展,带来相当程度上的逻辑自洽性。

元初“四海測驗”地點與意圖辨證——兼及唐開元測影

元初由郭守敬主持的"四海測驗"是一次大規模的天文大地測量,具有重要意義。學界對此一事件基本史實的認定存在疑點,需要重加檢討。首先,齊履謙《知太史院事郭公行狀》中目之以"先測得"的南海等六處地點之名稱含混而不確實,其數據則存在種種偏差和矛盾,當非實測,而是出自"四海測驗"實施之前用極粗疏的方法構擬的一種概略圖式,被齊履謙誤認作觀測數據。這一點通過參照唐代僧一行對"鐵勒之地"等處數據的構造,更易於理解。去僞存真,重新確定"四海測驗"實測地點可考者爲二十三處。其次,"四海測驗"的意圖不限於研究北極高度、晷影長度和晝夜刻數等項數據在南北方向上的變化,同時也嘗試研究東西向的地方時差異。後者不僅體現於觀測提議的表述,更可在觀測地點的分布上得到印證。郭守敬等人對地方時的認識很可能受到了伊斯蘭天文學的影響。揭示出"四海測驗"的這一層意圖,可爲科技史和中西交通史的研究提供新綫索。

登封四丈高表与圭表测影

登封四丈高表是元朝郭守敬创制的大型天文仪器,它反映了元初天文观测领域的高超技艺。本文结合相关研究和史料,首先对登封四丈高表的构造进行介绍,同时回顾和探讨其历史和影响;之后对四丈高表测影进行分析,归纳出三个创新点,并在此基础上解释高表表高定为四丈的原因;最后将高表测影置于世界图景下进行比较研究,展示和总结中国古代圭表测影的特性。

东单、西单与“立杆测影”

北京古属燕国,属幽州,有深厚的传统积淀。与一般研究北京史的学者看法不同,作者认为:东单、西单两个地名的背后,就隐藏着这种古老的传统。

洛阳测影与“洛州无影”——中古知识世界与政治中心观

义净《南海寄归内法传》所云"洛州无影,与余不同",多被学者阐释为作为外来传统的佛教与中国本土认同的冲突,是关于中国和印度谁是世界中心的争论。不过,这只是其中的一个面相,而且未必是义净本人的真实意图。要理解"洛州无影",需要深入剖析贯穿中古时代的洛阳测影传统,其内涵远远超出中国、印度文化冲突说,归根结底还是不依王法则佛法难立的思想意识在发挥作用。政治学说往往建立在当时被认为是先进的"科学"知识体系上。"洛州无影"和洛阳测影的传统揭示的中古知识世界和政治的关联性,是理解中古知识与信仰的重要层面。

“天下之中”与周公测影辨疑

周公踏勘洛邑所采用的方法是"龟卜"或"耆卜"之类的占卜法,并未实施《周礼》所载的以土圭测日影以求地中,"日中测影以求地中"实为后人附会之说。自周公营建后,洛邑地区常被后世称为"天下之中",该词首见于《吕氏春秋》,是指诸帝升降于天地之间、沟通天地的处所,与文献中常见的"天地之中"具有不同的内涵,仅指"天地之中"的"地中",即"天中"在地面的映射。西周时期,洛邑地区作为"天下之中"则常被表述为"土中"或"地中",具有很强的政治性,并非一个纯粹的自然地理学概念,而是政治地理性概指概念。

立表测影与太极阴阳

本文尝试通过研究立表测影的天文观测过程,找到作为中国文明基本特质的太极阴阳之间的关系。立表测影,实际测的是太阳运行的轨迹,测的是日地关系。日地关系的变化,造成地球上一岁四时八节的变化,此为太极阴阳之理的源头,深刻影响着人与其他生物的生命活动。立表测影,打开时空,人们以此奠立基本的政治生活原则,这种文明的象就是中华的华。中华的文明之光辐射的时空范围,就是中国的国。中国政治文明的基础,从天文来,以天文定人文。

东方释源——论原始时空测算技术影响下“东”之成因

"东"向作为文化和建筑中的重要方位,从原始时代至今一直得到人们的神化和敬仰。文章突破传统文化分析方法,在原始天文学基础上,从原始时空的测算过程中,推断出其成因乃源于原始时空测算技术。由于东向本质上具有原始时空特性,因此,正确理解与东相关的文化和建筑中的时空内涵,以崭新的视角重新认识方位对文化、建筑等的深刻影响。

人工神经网络在三维X线头影测量系统中的应用

给出一种三维X线头影测量中图形图像重建的方法;由正侧位两张X线头影片上72个标志点,可以重建出颅颌骨三维透视图;利用人工神经网络LMBP算法,以病人颅颌骨72个标志点的三维坐标集合在某一平面的二维投影为理想输出,以人体颅颌骨标本72个同名标志点在相同平面的二维坐标集合为训练样本,在训练结束后即可建立两者之间的近似线性关系;由于网络具有泛化能力,因此可用该网络对颅颌骨标本上每一像素进行变换,结果表明变换后72个标志点坐标和病人很好吻合,变换图像为病人近似的颅颌骨图像;即满足口腔正畸诊断要求又获得较好图像视觉效果。

十杆测日影的一种方法

彝文文献《滇彝天文》记述,十月太阳历的创立是以观测天象为基础,其中一种方法是立10颗杆子测日影和斗柄,确定年长度、两至点及两分点。本文对10颗杆子相对位置及作用进行讨论,并采用现代实测的有关数据,定量计算出3个观测点必备的条件。

架空输电线路应用摄影测量技术分析

随着摄影测量技术的成熟和发展,在架空输电线路工程中的应用摄影测量技术得到广泛重视。本文对摄影测量在架空输电线路中的应用现状进行分析和总结,并对其发展趋势提出一点看法。

试论五行起源于上古立杆测影特殊点位的轨迹周期

五行与河图、洛书、阴阳、八卦、天干、地支一样,都是中华民族上古时期创造的文化,但其具体内容和功用,几千年来一直蒙着神秘的面纱。本文通过引用典籍,结合自然与社会生活,逐步对比筛选出五行形成的原始依据、过程和原理,明确了五行是上古时期依据'立杆测影'测得的一个太阳回归年太阳直射点运动的轨迹和规律,和展现一天时辰变化的八卦相比,是更为先进更为科学更为深远的天文历法,为上古时期人类适应自然界和开展社会生产生活提供了科学依据。

利用“立杆测影”法开展课外活动

地理学的区域性特征要求地理教学必须培养学生区域位置判读的能力，这在近年来高考试题中已得到充分体现，但区域位置的判读，特别是利用经纬线来判读某地的区域位置，历来是高三学生复习的难点。为此，在学生对主要地理事物的相对位置已有一定掌握的基础上，采用建构经纬网格，以专题形式的复习方法，可以帮助学生理清头绪从宏观把握区域位置。

内经“阴阳离合论”中的立杆测影

在《黄帝内经》的“阴阳离合论”中,论述了阴阳开阖枢的变化转换的离合关系,这种复杂的变化过程,让现代人对古人的描述产生了很多不同的想法。如果我们能够用天文现象还原古人对阴阳开阖枢的认识,那么就会很好地理解所谓阴阳离合的原义到底指的是什么,就会将内经中非常重要的有关阴阳转换的过程重新理解清楚。现在我们已经了解到阴阳概念的最基本的现象依据是立杆测影,所谓一画开天指的就是立表而后分出的阴阳:日影和太阳。阴阳实际上是立杆之后产生的光影变化,古人依此现象变化构建了能够理解事物变化规律的阴阳理论。

“日影千里差一寸”学说的历史演变

"日影千里差一寸"学说源自对近距离测量所得经验的发达,它与勾股测量法结合后被应用于天文测量领域,于浑盖之争中一脉相承,在秉持大地平面观传统的中国古代天文学发展历程中影响甚巨。中国古人对该学说的认识过程正体现了地平观传统的深远影响。