人类古代文明是如何理解恒星和行星的演变的呢？以及古人是如何观测天文现象的呢？在1千多年前，几乎每一个有人居住的大陆，那里生活的人们都关注着天文学研究，他们都建立了不同形式的天文台，对最基本的时间季节和夏至等自然节气循环的计算等，当时这种天文计算和观测所具有意义比现今社会更为重要，它们汇集了政治、宗教和科学天文内容于一身。
英国《新科学家》杂志列举了全球八大古代天文台，其中包括：秘鲁马丘比丘气象观测塔、中国最古老的天文台——告成天文台、亚洲现存最古老的天文观测台——韩国庆洲瞻星台以及全球最古老的太阳观测台——秘鲁查基洛太阳观测台等。
同时，全球3位资深天文学家对这些古代天文台进行了详细介绍讲解，他们是来自美国马里兰大学的约翰-卡尔逊(John Carlson)、格里菲思天文台的埃德-克虏伯(Ed Krupp)和劳伦斯-科弗摩尔国家实验室的大卫-迪尔伯恩(David Dearborn)。
秘鲁马丘比丘气象观测塔
马丘比丘(Machu Picchu)是1460年时期古代印加文化中令人震惊的一个城堡，它坐落于高耸的山峰之间，但是一个世纪之后，当西班牙人攻克该城堡后便被遗弃。如图所示，这是马丘比丘遗址一处曲线石头围墙，它当时可能是古印加人的气象观测塔。
秘鲁马丘比丘气象观测塔(网络图片)
令研究人员惊讶的是，当每年6月份的至日时，太阳光就会射入石头窗口，将这个带有雕刻暗槽的石头围墙照亮，同时，这个石头窗口还用于夜间测量每年昴宿星团特征变化，依据昴宿星团的观测情况可确定什么时候开始种植马铃薯。
2000年一项研究表明，由于地球薄而高海拔云层则使昴宿星团看上去非常模糊，如果古印加人通过这个石头窗口观测昴宿星团十分模糊，那么在相继到来的种植季节里安第斯山脉将十分干旱。
美国马里兰大学的卡尔逊说：“马丘比丘是最令人难以置信的神秘遗址，它并仅仅是一个耸立山峰之间的城堡和宫殿，它更多地向世人讲述了15世纪古印加文化的精髓。”
中国河南告成天文台
中国河南告成天文台(网络图片)
中国告成天文台是中国最古老的天文台，它建造于1276年，位于河南省登封市附近，当时是元朝著名天文学家、工程师郭守敬负责建造的，告成天文台用于记录时间和绘制天文星体。
美国格里菲思天文台的克虏伯说：“在13世纪，郭守敬是世界上最优秀的天文学家。”告成天文台的高度为12.6米，宽阔观台有两个房间，可能是当时用于放置观测仪器的，整个台身形状是覆斗状。在地面上，有一个带有刻度的量天尺，是天文学家测量太阳阴影的长度。克虏伯称，这是采用很清晰的天文学方法建造的古代天文台。
告成天文台在天文学计算方面精确性非常高。当时，中国的天文学家通过这座天文台计算出的一年时间，仅与现代标准误差26秒，而三个世纪之后，欧洲罗马教皇推出的但格里历才做出类似的时间计算。
韩国庆洲瞻星台
韩国庆洲瞻星台(网络图片)
韩国庆洲瞻星台建造于公元7世纪，它被视为亚洲现存最古老的天文观测台。
庆洲瞻星台建于新罗27代王善德女王(公元632-646年)时期，用于观测天空中的云气及星座。瞻星台是一座石结构建筑，直线与曲线的搭配十分和谐，1962年12月20日被指定为国宝第31号。
瞻星台的高度为9.4米，是由365块花岗岩共分27层建造而成，距底部4.16米处有一扇门，呈正方形，每边长1米，门下方还遗留着放置梯子的痕迹。基座的石块每边长5.35米。当时人们通过星空测定春分、秋分、冬至、夏至等24节气，而井字石估计则是用来指定东西南北方位的基准。
克虏伯说：“庆洲瞻星台看上去像一个非常奇特带有窗口的瓶状建筑物，其窗口具有非常特殊的用途，但我认为最主要的用途还是天文学家通过该窗口更清晰地观测天空气象变化。”
墨西哥奇琴伊察天文台
墨西哥奇琴伊察天文台(网络图片)
奇琴伊察玛雅城邦建造于公元7世纪，其面积延伸15平方公里，如图所示，该遗址上有一个圆柱形建筑物叫做“螺旋式楼梯”(Caracol)，之所以这样命名是因为该建筑物中有一个石头砌成的螺旋式楼梯。
目前，许多媒体和网站都描述“螺旋式楼梯”是古玛雅文明的天文观测台，是当时的天文学家用于测量在充满水的石池中恒星的反射状况，然而实际上“螺旋式楼梯”仅是外形上颇似现代天文台，卡尔逊指出，有证据显示它实际上是一个祭祀中美洲雨神的寺庙。
库库尔坎的金字塔(网络图片)
但是奇琴伊察建筑遗址看上去有非人造天文学观测意义，其中一座叫做库库尔坎的金字塔是该遗址的代表性建筑物，该金字塔下方延伸着四个方向的楼梯，塔身高30米，呈长方形，上下共9层，最上层为一神庙。这一太阳金字塔四方各有91级石阶。台阶总数加上一个顶层正好是365，代表一年的天数。
台阶两侧有宽一米多的边墙，北面边墙下端刻着一个高1.43米、长1.80米、宽1.07米的带羽毛的蛇头，蛇嘴里吐出一条长1.60米的大舌头。每年春分秋分两天的下午，库库尔坎蛇影即在塔上出现。
很显然库库尔坎金字塔是一个独特设计的玛雅古建筑物，在顶部寺庙雕刻着蛇的图案，同时，玛雅人知道什么时候至日时和春秋分的出现。直到现今，玛雅人的后代仍在春秋分时间举行祭祀仪式，因为春分和秋分代表着干旱或雨季的到来，对于农作物种植十分重要。
美国怀俄明州医药山轮状石头堆
美国怀俄明州医药山轮状石头堆(网络图片)
如果你驾车通过起伏的道路抵达怀俄明州医药山顶，你将看到一个壮观的，25米直径的椭圆轮状石头堆，这个规则型石头堆是由鞋柜般大小的石头堆积而成。
这个椭圆轮状石头堆被称为“医药山轮状石头堆”，每年夏至的时候，在中心石头和周边石堆的连接线将指向日出方向。据悉，像这样的奇特石头堆在北美洲大约有70个，其中多数是由近代平原印第安人建造的葬礼遗址，而一些石头堆则具有1000-2000年的历史。
没有人知道具体是谁以及在什么时间建造这些奇特的石头堆，它们好像随着时间的变迁而发生了变化，但是克虏伯猜测这种轮状石头堆可能是2000年前远古夏安族人的遗址。
在夏季来临的时候，当怀俄明州医药山峰的积雪融化时，山顶上的三个轮状石头堆分别指向三颗明亮恒星升起的方向，这三颗明亮恒星是：天狼星、毕宿五和参宿七，这三颗恒星在夏安族神话里都有着奇特的传说故事。
秘鲁查基洛太阳观测台
秘鲁查基洛太阳观测台(网络图片)
依据2007年的一项研究，秘鲁查基洛观测台可能是全球最古老的太阳观测台，其历史可追溯至公元前300年。
查基洛的13座石塔上的拱弓是用于太阳观测，是秘鲁卡马塞钦(Casma-Sechin)河流域祭祀中心的一部分。它们是在该中心一个山丘上从北向南修建的。东西两边的地点有已知的祭祀物装饰，是可能的观测场所。
秘鲁查基洛太阳观测台(网络图片)
从13座石塔的角度来看，塔精确标志了太阳每年的上升和下降弧。它们作为日历的精确度是以天计的。比如，每年12月冬至这天，从西方看过去，太阳会直接从最南端的塔楼上升起。跟踪太阳的变化有助于查基洛人计时和种植粮食，不过塔楼也许是为了显示当地统治者与太阳的某种神秘关系所建，以彰显其影响太阳运动的能力。
如果只是为了区分四季，完全没有必要修建如此大规模的建筑物，其目的还意在传达某种政治和意识形态上的信息，表示统治者与太阳之间的密切关系。塔楼旁一座巨大的圆形“城堡”也证明了这一用途。
秘鲁查基洛太阳观测台(网络图片)
在石塔上有许多缺口，每两个缺口之间的间隔是10天时间，暗示着当时的人们将一年时间有规律地以10天为单位进行划分。克虏伯说：“这说明公元前300年的古人已懂得如何将一年划分为一定时间间隔的单位，正如现在的一年365天划分为12个月。”
英国史前巨石柱
英国史前巨石柱(网络图片)
在英国索尔兹伯里平原附近呈现环状的远古巨石阵至今仍是一个谜，对于它的建造用途科学家仍有很大争议。它的排列和夏至日出方向一致，使其成为世界上最著名的旅游地点，人们纷纷前来观看一年中白昼最长一天所呈现的美妙景像。
巨石阵最外层的大型砂岩漂砾的排列形式标志着一年的四季，其内层的蓝色岩石被认为具有治疗的神奇功效。目前，许多考古学家认为这个远古纪念性建筑的历史可追溯至公元前3100年，它既是天文观测台，同时也是一个古代宗教遗址。
爱尔兰纽格兰治大土丘
爱尔兰纽格兰治大土丘(网络图片)
在爱尔兰米斯郡，人们可以看到一个引人注目的古代建筑体——纽格兰治大土丘，它的历史可追溯至公元前3200年，这个心形大土丘覆盖着4000平方米的面积，其周围环绕着97块侧石，其中许多侧石雕刻着复杂图案。
在大土丘的中心位置有一个19米长的通道，一直通往十字形状的内室，在每年冬至日出黎明的17分钟，阳光将通过缝隙照射进入通道，照亮了整个内室。考古挖掘显示，在内室里有几具火化尸体残骸，或许这是古人用于祭祀死者的场所，他们认为当冬至之时太阳光照射进来时，死去的人们可以获得再生。
克虏伯指出，纽格兰治大土丘所显现出的冬至阳光照射内室的特征表明这个5200多年前的远古建筑在天文学研究领域的重大意义。
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