天文文化

    周王朝建立后，周武王认为嵩山是天室，并在此祭天。成王继位后，摄政的周公遵照武王的遗嘱营建新都洛邑。在占卜盛行的时代，周公一方面做洛邑位居地中、“求地之中，以建王而阜安万民”、“王者必居土中”的舆论，一方面打着制订历法、发展农业生产的旗号，开始了中国历史上第一次大规模的天文测量。他在全国设置了五处观测点，以颍川阳城为中表，开始筑土圭、立木表，测量日影。通过日复一日、年复一年的测量，周公把测量的数据一一记录下来，发现了日影有一个由长到短再由短变长的周期，并根据每天日中日影的变化找出了季节的变化，得知了冬天日影长、夏天日影短的规律。于是，他就把一个周期称为一年，并把日影最长的那一天定为冬至，把日影最短的那一天定为夏至，把长短变化中的两次等分点分别称为春分和秋分，这样根据四季变化指导农业生产就有据可依。

　　古时，因为科技落后，生产力不发达，认识水平低下，人们认为天圆地方，认为天球投影下的地球南北长三万里。与八尺表测量出来的日影长对照，认定“影长一寸，地差千里”。周公利用圭表之法“测土深、正日景、求地中、验四时”，发现登封阳城夏至时表影长一尺五寸，恰在地球南北的中心点上，于是就认定这里为天地、宇宙的中心。正因为此，周公即派太保召公去距地中阳城仅一百多里的洛邑观察地形，随后亲往洛邑营建都城。周公证得阳城为天地之中，于是中原地区被称为中国，豫州被称为中州，华夏民族被称为中华。中国、中华、中州、中原、中岳、中土、中央、中天等词语中的“中”字都由此而来。连河南方言也不说“好不好”、“行不行”，而说“中不中”。

　　唐开元十二年(724年)，著名天文学家僧一行奉命“考前代诸家历法，改撰新历”，再次组织了一次空前的天文测量，他仍以登封阳城为中心观测点，并根据实地测量结果，编成了结构严谨、条理分明的《大衍历》。他的下属南宫说为保存周公测景的旧制，遂把周公时期的土圭木表更改为石圭石表，并刻上“周公测景台”五个大字。

　　至元十三年(1276年)，忽必烈任用著名的科学家郭守敬、王恂等人进行大规模的天文观测活动，以改进、修订历法，这就是著名的“四海测验”。改历之初，郭守敬就敏锐地首先提出实际观测是治历之本的原则，他说：“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表。”所以他集中精力研制新的天文观测仪器，在简要实用的原则指导下，他先后创制了简仪、高表、仰仪、景符等十八种天文仪器，而简仪和高表是最重要的两种仪器。而观星台实际就是郭守敬创建改进的高表。为了制订出更加精准的历法，郭守敬向忽必烈进谏说：“唐朝开元年间，一行和尚曾命令南宫说到天下十三个地区实地观测，而今天国家的疆域比唐时尤为广大，更需要到边远的地方进行测验。不然，日月交食分数时刻不同，昼夜长短不同，日月星辰去天高下不同，可以先南北立表，取直测影。”英明的忽必烈批准了他的建议，于至元十六年(1279年)，设十四路监候官，分几路出发到全国各地进行天文观测。据记载，登封阳城就是这次四海测验活动中的一个观测所，并且是当时全国的中心观测站。至元十六年三月，郭守敬由上都、大都开始，历经河南，转抵南海，行程数千里，亲自掌握这一路的测验，曾亲自在登封阳城主持观测，得出了阳城“北极出地三十四度太弱”的结论。今天的登封观星台北京观象台是郭守敬创建的两所永久性高表。登封观星台是一座具有测影、观星和计时等多种功能的天文台，也是“四海测验”中二十七座观测站迄今仍然保存于世的唯一一处。观星台不仅是我国现存最的天文台，也是世界上最古老的天文遗址之一。观星台距今已有700多年历史。她是世界上沿用最久、保存最为完整的古天文建筑之一，是我国历史上天文科学发展高峰的佐证，也是目前我国现存最早的一座观星台。

　　郭守敬通过在观星台的实地观测，掌握了地球运转的规律，并准确地测出二十四节气，特别是夏至、冬至、春分、秋分的准确时间，于至元十七年(1280年)编制出了当时世界上最先进的历法――《授时历》，该历法的一个回归年长度为3652425天，合今天的365.2422天即365天5小时49分12秒，同现代科学测定的回归年长度365天5小时48分6秒相比，一年仅长0.0003日即26秒，而与现今世界上通用的格里高利历相比一秒不差，但却比它早了三百多年。《授时历》编成后，元世祖忽必烈根据《尚书》中“敬授民时”一句定名为《授时历》。《授时历》使用长达364年之久，是我国历史上施行时间最长的历法。后来元朝皇帝还下诏书把《授时历》赐给高丽(今朝鲜)、日本、安南(今越南)等国家使用。

　　三、地质文化

　　中岳嵩山东西横亘60余公里，峻极于天，气势磅礴。23亿年前，当世界还处于沧海横流时，当中国大部分地区还沉浸在浩翰的汪洋大海深处时，嵩山便已横空出世，巍然耸立。5。7亿年前，当嵩山最后一次升出海面，雄姿矗立碧天时，喜马拉雅山和秦岭都还在海底沉睡。嵩山岩龄有的已届36亿年，无愧于地球上的老寿星这一赞誉，嵩山堪称万山之祖、五岳之尊。

　　在嵩山，我们可以探索华北古陆三十多亿年的沧桑变化：太古宙的岩浆侵入，元古宙的地壳运动，古生代的海进海退，中生代的滑动构造，新生代的山岳冰川。险峻壮美的嵩山因岩龄古老和发育完全、出露完整、类型齐全的独特地层构造而被冠以“天然地质博物馆”、“地学百科全书”、“五世同堂的地质史记”。嵩山历来为国内外学者所重视，中国地质科学院第五任院长、联合国教科文组织地质公园专家组惟一的中国专家赵逊这样赞美嵩山：“嵩山与美国的黄石公园、加拿大的苏必利尔湖、俄罗斯的卡拉半岛等相比，科学价值在其之上。”马杏垣教授在向国际文化与自然遗址保护委员会推介嵩山地质遗址时说：“嵩山地区地质现象中最可贵的是它的重力滑动构造，这是世界上最宏伟的，可以说也是独一无二的。世界上前寒武纪重力构造虽然在西南非也有，但不如中国嵩山精彩。从古构造观念上讲，它们是轻沉积物的变形，琳琅满目。”联合国教科文组织地学部主任伊德博士对嵩山地质景观考察后激动万分地说：“嵩山不仅拥有全球罕见的五世同堂地质现象，还融合了地球的历史和文化，真是太奇妙了，全世界的人都期待来此参观。”

　　嵩山是石头与人文景观的完美融合，其地层构造在全球有重要的地学对比意义。嵩山地区发育着集典型、稀有、系统性于一身且不可再生的珍贵地质遗迹，是研究地壳演化规律、追溯地球演化历史的理想场所。在不到400平方公里的区域内，嵩山地区连续完整地出露着太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代五个地质时期的沉积和构造――热事件的序列产物，清晰地保存着发生在距今25亿年、18亿年、5。43亿年分别被命名为嵩阳运动、中岳运动、少林运动三次全球性前寒武纪造山、造陆运动所形成的不整合接触界面及构造形态遗迹，嵩山以其丰富的地质文化内涵受到世人的青睐。

　　嵩山地区现代意义上的地质调查开始于上世纪初期。1950年，地质学家张伯声在登封嵩岳寺塔西南山沟中发现了片麻岩与石英岩之间的不整合接触关系，随即命名为“嵩阳运动”。1954年，张尔道教授把五佛山一带分布的轻微变质或不变质岩层称为五佛山系，并把五佛山系与石英岩之间的不整合接触命名为“中岳运动”。1960年，王曰伦教授发表了论文《嵩山地质观察》，在证实肯定嵩阳运动、中岳运动的同时，把五佛山系与寒武系之间的不整合接触命名为少林运动。不久，走遍了嵩山山山水水、沟沟坎坎的马杏垣教授在五佛山群葡萄岭组页岩与骆驼畔组之间发现了微弱交角不整合接触关系，创立了举世闻名的重力滑动构造理论。

　　嵩山山系中最古老的岩石是太古代花岗绿岩系，它是距今36-25亿年由海底基性岩浆喷发和酸性岩浆侵入而形成的火山岩和侵入岩，后经地壳运动的应力作用和温、压效应，使其褶皱造山、变质变形的片麻岩，地质学家把不同类型的片麻岩总称为登封群。距今25-18亿年古元古代滨海、浅海沉积物变质而成的石英岩、片岩和白云类岩石，地质学家总称为嵩山群。距今18-10亿中元古代滨海、浅海沉积的砾岩、石英岩状砂岩、泥岩、页岩、白云岩等，地质学家称其为马鞍山群和五佛山群。大约从36亿年前开始，嵩山地区的海底发生了来自地幔的基性熔浆喷发和酸性岩浆侵入，形成了被称为结晶基底的花岗绿岩系。在距今25亿年前后，嵩山地区发生了被称为“嵩阳运动”的剧烈地壳运动。嵩阳运动是指太古宙登封群片麻岩与元古宙嵩山群之间不整合界面所代表的一次造山运动。嵩阳运动的结果使海底沉积的花岗绿岩系受到近南北向的应力作用、温压效应而发生褶皱隆起，慢慢露出海面，形成山脉，这是嵩山首次露出峥嵘。后来经过长期风化剥蚀，嵩山渐渐被夷平了，加上地壳不断下降，嵩山又被淹没在海水之下，形成滨海和浅海环境，接受了被称作嵩山群的碎屑物质、泥质及钙镁等物质的沉积。到了距今18亿年前后，嵩山地区发生了被称为中岳运动的全球性地壳运动，中岳运动是指发生在中元古代和古元古代之间嵩山地区五佛山群与嵩山群不整合界面所代表的一次褶皱造山运动。中岳运动期间，来自东西方向的应力作用和温、压效应使海底的碎屑岩――碳酸岩地层慢慢隆起成山，露出海面，嵩山第二次屹立于中华大地。中岳运动是嵩山地区地质发展演化史中最重要的构造事件，它形成了区内统一的基底，是基底演化阶段的结束、沉积盖层演化阶段开始的标志，它还标志着华北统一大陆的形成。中岳运动后，嵩山再次慢慢风化、剥蚀、夷平、下降，逐渐被海水吞噬，形成滨海、浅海等环境，先后沉积了被称作马鞍山群、五佛山群和罗圈冰碛层的地层层序，到了距今5。43亿年前后，嵩山地区又发生了被称为少林运动的地壳运动。少林运动指嵩山地区寒武系关口砂砾岩与五佛山群之间的不整合界面所代表的褶皱造山运动。少林运动使嵩山一带大范围地升出海面，形成了现在的嵩山山系，后来虽然发生了古生代广泛的海侵，但嵩山山系的主要山峰始终未被海水淹没。少林运动结束了地质史上的元古代，进入了古生代。这次运动的证据在少林寺南面的山坡上清晰可见。少林寺的位置正代表着这段地质史的分野，少林寺前面是元古代地层，后面是寒武纪地层。从寒武纪到奥陶纪，嵩山地区大部分仍然被海水覆盖，又经过了两亿年，这里的地壳最终上升到海平面以上，嵩山从此扬眉吐气，昂首屹立于天地间。

　　三叠纪时，发生了一次延续时间很长的被称为燕山运动的地壳运动，我国的很多山脉都是在这次运动中形成了现在的基本格局。嵩山这次受到南北方向力量的挤推，形成了东西方向的主轴，又因受力部位不均匀，一方面形成了嵩山南北两侧的东西方向大断层，形成了壁立千仞的悬崖峭壁，使得嵩山挺拔峻峭；一方面出现了两组剪切断裂，沿着东西方向的大断层，太室山相对少室山北移，五指岭又相对太室山北移，形成了现在嵩山的山势和地貌。

　　古老、悠久的嵩山，其诞生、演化就是中原大地沧桑变迁的见证。正因独特的地质构造和珍稀的地质遗迹，2001年3月16日，嵩山成为首批国家地质公园，2004年2月13日，嵩山通过评审成为世界地质公园。