【睡前消息19.5】中国工程师动作太快，语文地理老师追不上了 #

2019年9月15日睡前消息文字版第19.5期

《5000年前的天坛 祖先在黄河岸边仰望星空》

大家好，欢迎收看睡前消息。但是今天是假期，没有静静介绍新闻，我和蛋卷陪大家聊聊历史和地理。

青台遗址星图 | 人类看北斗，25800年在天空画一个圈 #

今年上半年在河南郑州，距离黄河八公里的青台遗址，出土了一张星图。十个陶瓮摆在一起，其中七个是我们熟悉的北斗七星形状，旁边三个陶瓮基本确定对应北斗星座附近的三颗暗星，在中国传统天文学中被称为弼星、辅星和相星。

青台遗址的历史有5000年，地下还挖出了很多有趣的文物，比如说彩色的丝绸，比如说用猪牙雕刻的蚕，几乎能够改变中国丝绸行业的历史。但是大多数考古专家都认为，这张简陋的星图才是最惊人的发现。

按照甲骨文记载，从3500年前商朝开始，国王就在冬至这天祭祀。周礼明确规定，冬至日，天子去首都的南方祭祀，这个传统被历代继承下来，一直到清朝皇帝都要遵守。

大家看老北京地图，天坛就在城市的南方。1910年溥仪只有五岁，还是坚持在冬至日去了一趟天坛。甚至袁世凯也相信皇帝冬至祭天的神话，1914年冬至，大总统带领文武官员穿上古典礼服去天坛祭祀，第二年袁世凯果然就当了皇帝。

清台遗址的发现证明，这个传统可能不止追溯到3500年前的商朝，而是5000年前的原始村落。因为星图的发现地点，是一个4000平方米的祭祀广场，周围有一个类似于天坛的平台。星图上斗柄的方向，对应到天上是冬至那天晚上的北斗指向，青台遗址很可能是中原文明历法和宗教的开端。

接下来，我回顾一下天文学的常识。

地球绕着地轴旋转，从人类的视角看出去，日月星辰每24小时绕地球一周。只在北极和南极方向的星星原地不动，所以用延时摄影的方式拍摄，星空就会变成星轨，所有的星星都围绕北极星旋转一晚上差不多180度。

同时，地球还以年为周期绕着太阳公转，所以同一个星座随着日期不同，天黑时开始旋转的位置也不同。每过一个季节，位置就要绕着北极星旋转90度，一年到头正好转回来。利用这条规律，人类在天黑的时候观察某个星座的指向，就能判断季节和日期。或者反过来知道大致的季节，半夜看星座的指向，就能知道到天亮还有多长时间。这对于缺乏日历和钟表的古人来说非常重要。

下面这张图是从河南省的纬度看天空，不同季节的晚上六点北斗七星的位置，中间的原心是北极星，从这张图来看，北斗七星并不适合当日历。（下图左）

河南不同季节看北斗	地轴指向进动 岁差

夏天古人看各种植物的生长，就能大致判断日期。冬天到处都是冰雪，没有植物提示日期，需要看星象来计算还有多久到春天，按照日期分配食物。但是星图证明，恰恰是最需要日历的冬至前后，北斗七星一部分被挡在地平线以下，附近只要有几座小山或者树林，就可能看不到北斗七星。所以似乎古人不应该选北斗七星做日历，也不应该产生对北斗星座的崇拜。

但是前面的星图忽视了一点，就是5000年前的北极并不在现在的位置。

地球在自转公转的过程中，由于月球的影响，地轴的指向也在发生缓慢变化，以25800年为周期，在星空上扫出一个大圆，这个变动叫岁差。（上图右）

以人类几十年的寿命岁差可以忽略，但是以几百几千年衡量的时候，北极的位置就会有非常明显的变化。500年前的今天，麦哲伦的船队刚刚离开海岸进入大西洋，他头顶的北极位置和现在已经差了差不多八度，肉眼就能看出差别。

北极穿越星空的轨迹（橙色圈)	天龙座α与小熊座α

大家看上图（上图左），橙色的圆形就是北极穿越星空的轨迹，不同的年份处于不同的位置，黄色的数字是用公元衡量的日期。我在图右上角加一个红色方框，是北斗星座的位置。

我们把时间往前推5000年，也就是公元前3000年，我们的祖先在黄河岸边制造祭坛的时候，北极星是天龙座α，比现在的小熊座α更靠近北斗星。（上图右）

而且接了的1000年，直到形成天文学的商朝中期，北极会越来越靠近北斗，古人每天晚上都可以看到北斗星在北极附近一个很小的圆形范围旋转。

3000年前河南看北斗	北斗七星名称

如果3000年前的河南的附近的居民固定晚上六点观测不同季节的北极星位置，可以画成上面的图。这样的北斗星是挡不住的，而且是最靠近北极星的一组亮星，非常适合当日历。

在商朝之前的星空，北斗星的旋转实在太明显，古人专门造了一种天文仪器来观测北斗星的位置，这就是玉器璇玑。所谓璇玑，字面意思是北斗星座的天璇星、天玑星，玉器外形是这两颗星的四个节气的星空位置。大家从前面那张星图可以看到，在公元前3000年的北极星和北斗星座之间没有很明显的亮星，所以北斗星座就是北极附近最明显的星座，甚至可以粗略代替北极星。

璇玑作用图

孔子在论语里面留下一句话，“为政以德，譬如北辰，居其所而众星共之”，这个北辰，就是替代北极的北斗星座。从孔子的时代到现在，北极的位置又逐渐远离北斗星座，所以后代的儒家认为北辰是北极星，否则没法解释为什么其他的星都围着他转。但实际上，“辰”字的本意是贝壳上一圈圈的生长线，引申为星空的旋转轨迹，北辰就是夜空中旋转最明显的星座，是文明早期最靠近北极的北斗七星。

直到21世纪，我们在看电视剧的时候，还能听到一句上午时代的天文观测记录“天上的星星参北斗”。这句话的原型可能比大禹治水还要古老，没准就是青台遗址上某个居民发明的。

回到最初的话题。青台遗址这几个瓮清理出来的时候非常不起眼，如果不是专业的考古人员一层层发掘，盗墓者肯定不会意识到这几个破瓮是中华文明的来源之一，他们只会乱挖一气，带几个略微完整的淘器就走，后来的人再也不会知道古代天文学的水平。所以古代遗址一定要交给专业人员处理，绝对不能以挖宝为目的搞个人考古。

青台遗址和北斗星的故事到此结束，接下来我再介绍一个改变历史的现代工程。

东庄水利枢纽 | 终结“泾渭分明” #

“泾渭分明”对句成语大家都应该熟悉，但是泾河和渭河到底哪个是清水，哪个是浑水，很少有人能说清楚。杜甫当时有一句诗“浊泾清渭何当分”。

当时杜甫生活的长安，距离泾渭会合处不远，按他的说法，渭河是清水，泾河是浑水。但是我随手就能找出泾河清、渭河浊的照片。我相信杜甫不会说谎，这只能说明12个世纪的时间改变了地理，唐朝的泾河渭河到了今天已经不一样了。关于这个问题，陕西师范大学副校长史念海专门写了一篇文章《论泾渭清浊的变迁》，后来又有几十个专家讨论这个问题。

泾渭地理位置

要理解泾渭分明的问题，首先就要看地形图。从泾渭河的汇合点往上游去，泾河很快进入山区，渭河主要在平原。平原和山区的地理条件不同，所以两条河的含沙量明显不同。按照史念海教授的看法，山区和平原的开发顺序不一样，所以各个阶段的清浊对比不一样，中间至少有五个阶段的变化。

• 春秋时期秦国开发渭河流域制造水土流失，同时戎族占领泾河流域，游牧经济对植被破坏不大，所以泾河清。当时的《诗经》说“泾以渭浊”。
• 战国后期铁器普及，秦国赶走了西戎，农民逐渐开垦山区，砍伐森林，泾河流经的山区开始水土流失，比平原更容易制造泥沙，所以现在轮到渭河比较清了。
• 东汉末年到北魏前期，北方游牧民族南下，泾河流域的农业退化，植被恢复又变回泾河清。
• 南北朝末年到隋唐时期，泾河上游重新开垦，渭河流域被吐蕃袭击，人口减少，渭河再次变成相对的清水。
• 唐宋以后，渭河上游全面开发，几乎成了泥水，所以最近几百年一般是泾河更清。

几千年折藤了这么多次，到了2019年，泾渭分明的问题终于可以不再争论了，因为6月11日水利部批准了一个大型工程——东庄水利枢纽。这个大坝卡在泾河从山区进入平原的地方，总库容30多亿立方米，相当于两个葛洲坝。

东庄水利枢纽地理位置	东庄水利枢纽效果图

大坝平时会拦住所有的水发电，排下的是清水，但大坝上还有几个排沙孔，可以集中排出水库里积蓄的泥沙。所以到底是泾河清还是渭河清，以后完全受人类控制，持续上千年的历史问题以后变成了工程问题。

现在东庄水利枢纽还在施工，预计要修230米高的混凝土大坝，比美国胡佛大坝还高九米。从效果图看，这是一个非常有观赏性的超级过程。

修这么一个超级工程，当然不是为了修改成语词典。泾河从黄土高原流到关中平原，落差很大，水流可以发电，也可以形成自流灌溉渠道。

秦朝郑国渠

秦朝的郑国渠就在东庄大坝下有几十公里的地方开始引水，灌溉关中平原上的农田。

现在修东庄大坝，一方面是发电，另一方面也是彻底控制泾河的水流，给下游提供稳定的工农业用水，这是一个千年工程。大坝往南十公里就是昭陵，李世民的墓，将来这里肯定是陕西最著名的旅游景点之一。

前面说的是农业文明核心区的历史和地理，接下来放几张图片，大家猜猜这是哪里。

阿尔塔什水利枢纽图一	阿尔塔什水利枢纽图二

阿尔塔什水利枢纽 | 相当于新疆的三峡 #

这个工程叫阿尔塔什水利枢纽，是叶尔羌河干流上的大坝。左手王同学画了一张地理示意图（下图左），可以看到，大坝背靠昆仑山，面对塔里木盆地，正好封住了伊尔羌河的主河道。大家不要忽略下面的路标，这个工程到太平洋和地中海是一样远的，反而离北冰洋更近一些。

叶尔羌河是塔里木河的源头，塔里木河是塔里木沙漠最主要的水源，大西洋吹来的水汽凝结在帕米尔高原，又汇成叶尔羌河流下来，在沙漠地带制造了一条2000公里的水系。（上图右）

最近十几年，随着西部开发建设，新疆南部的人口增长很快，粮食紧缺，工业用水也不够。如果想发展新疆经济，第一件事就是利用好这几条沙漠河流。但是叶尔羌河的上游是世界上最险峻的山区，经常出现洪水，就算没有洪水，全年70%的水量也集中在六七八3个月，需要种庄稼的春天反而是旱季。如果不能控制昆仑山的水，别说开垦新的农田，就是已有的农田，也会被洪水冲垮，盖上一层沙子。

前面我介绍了陕西东庄水利枢纽，那座大坝卡在泾河进入关中平原的地方，和下游的郑国渠一起构成农业灌区。阿尔塔什水利枢纽的地理位置和东庄有点像，也会制造一个很大的灌区，也会阻止上游的洪水带来泥沙。目前测算将来这里是中国第四大灌区。

所以从1981年开始，新疆就策划要求叶尔羌河大坝，2011年大坝动工，修了八年，到上个星期的9月5号，大坝封顶，今年下半年就要蓄水，明年开始发电。对于新疆来说，这座大坝的地位就是另一个三峡工程。

在睡前消息第13期，马前卒施工队提到了罗布泊人工盐湖。为了开发钾盐，为了有足够多的地下水溶解盐矿，从2001年开始，国家就开始调解塔利木河水流，让塔利木河重新流进干盐湖。

阿尔塔什水利枢纽完工以后，塔里木河的水流会更稳定，这意味着东面1200公里外的罗布泊也能得到更稳定的供水，装备更多的采矿船，整个中国都可以用更多的钾肥，种更多的西瓜。所以虽然我前面说这个工程是西疆的三峡，但它绝不仅仅是给新疆修的。

大藤峡水利枢纽 | 大藤峡工程让内陆变沿海 #

今天要说的最后一个工程在南方。这张地图是珠江水系图，图上有一个大藤峡，可以看到是珠江干流分叉的地方。这个三岔口位置在广西，沿着浅蓝色水路往东是广东省，沿着白色水路向西南是广西内地，沿着深蓝色水路向西北，可以进入贵州、云南。

珠江水系与大藤峡

珠江水量很大，是黄河的八倍，所以只要把水流稳定下来，就会形成很高等级的航道，给内陆提供非常廉价的运输方式。但是在大藤峡附近，珠江干流是从山脉中间穿过来的，河道窄、水流急，过去走不了大船。大坝修好以后，在山区制造40公里深水航道，西江进入山区的障碍被打通了。

所以大藤峡最重要的工程就是一个能过大船的巨型船闸。大藤峡船闸一级高47.5米，比三峡工程最高的一级闸门要高九米，每扇门1300吨，是世界上最大的闸门。

从历史来看，之所以这里的地名是大藤桥，就是因为传说古代有一棵很粗的树藤横跨江面，截断了水路交通，反而给当地居民提供了过江的路路通道。

古代瑶族经常以这里为根据地，对抗中原王朝。洪秀全组织太平天国第一个根据地金田镇，距离大藤峡只有20公里。

西南省份之所以落后，很重要的原因就是和广东之间缺乏交通干线。现在正在修的大藤峡水利枢纽和前面提到的两个工程一样，都是在山区和平原的交界处修大坝。打开谷歌地图，地理位置一目了然。

http://xzqh.info/lt/attachment/Mon_1601/14_184009_ac51cdf95b712dc.jpg?244

可以说大藤峡就是珠江上游的大门，现在西面1000公里都在配合大藤峡修航道，修船闸。云南文山州最近修了一个富宁港，贵州贞丰县在扩建白层港，这两个内陆省份都希望让3000吨大船开到省界，把千吨船队直接开到广州。

最后给大家看一张细节图，是大藤峡闸门的门枢，一个1.2米直径的不锈钢锻件。大家可以对比一下自家门上类似的部件，就能想象大藤峡的船闸有多大。

关于这个工程的意义，我从媒体行业的角度还能找到一个参照物，5月17日闸门开始安装，19日就上了人民日报头版。看来中央也知道，把云南、贵州变成准沿海省份，这是多么大的一件事情。

总结 #

今天的内容说完了，我们回顾一下，前面介绍了一个考古发现，三个现代水利工程，似乎相互之间没啥联系。但在我看来，他们的共同点是超越了普通人的想象力。

我们人类只能活几十年，凭我们的直觉，星空当然是永恒不变的背景。人类只能搬动几十公斤的东西，以我们的日常经验，山脉、河流一旦画到地球上，那就肯定不能挪动。但是人类可以把技术和文化传递上千年，把恒星的变化记录下来，变成自己的天文数据。人类也可以联合起来搞工业，制造出强大的施工设备，移山填海。所以，一旦把视角放宽，把眼光放远，很多不能改变的事情最终也是会改变的。

今天的中国，就是这么一个改变历史，创造奇迹的时代。作为一个曾经的工程师，最大的乐趣就是记录这些奇迹再分享给别人，希望大家能够继续喜欢我的分享，也希望大家能够把自己发现的奇迹告诉我们。

本期睡前消息到此结束，我们周二再见。