隨著(zhù)北京冬奧會(huì )的腳步越來(lái)越近，本屆冬奧會(huì )與冬殘奧會(huì )的獎牌設計也吸引了許多人的目光。

　　據設計團隊介紹，獎牌正面紋樣源于傳統弦紋玉璧，而背面鑲刻的同心圓環(huán)及24個(gè)點(diǎn)則取意古代天文圖，既象征著(zhù)浩瀚星空，又象征著(zhù)冬奧運動(dòng)員們如群星璀璨。

　　那么，獎牌背面究竟取自哪張古代天文圖，里面又蘊含了哪些精彩有趣的中國古代天文學(xué)知識呢？

北京冬奧會(huì )金牌正面（左）與背面。新華社 

　　設計團隊透露，獎牌的設計靈感來(lái)自《周脾算經(jīng)》中的“七衡六間圖”，該圖主要用來(lái)描述太陽(yáng)周年視運動(dòng)規律和節氣變化間的關(guān)系，同時(shí)揭示了天文與歷法之間的淵源。

　　與獎牌上的5個(gè)圓不同，“七衡六間圖”上有7個(gè)間隔等分的同心圓，每一圓為一“衡”，衡與衡之間稱(chēng)為“間”，每一衡表示一年內太陽(yáng)在不同時(shí)期的運行軌道。

　　七衡圖上，半徑最大的最外圈為外衡，此時(shí)太陽(yáng)軌道離觀(guān)測點(diǎn)最遠，表示冬至，天較冷。半徑最小的最內圈為內衡，此時(shí)太陽(yáng)軌道離觀(guān)測點(diǎn)最近，表示夏至，天較熱。

　　從冬至到夏至，中間的5衡分別代表大寒、雨水、春分、谷雨、小滿(mǎn)這5個(gè)節氣時(shí)的太陽(yáng)軌道圓。

　　而從夏至到冬至，中間的5衡則分別代表大暑、小暑、秋分、霜降、小雪的太陽(yáng)軌道圓。

　　從外衡到內衡，再從內衡回到外衡，兩個(gè)階段各12等分，加在一起就是二十四節氣。

　　你也許會(huì )想，七衡圖難道是古人在缺乏現代天文學(xué)知識的情況下，單純依據溫度差異對太陽(yáng)遠近做出的“粗暴”劃分嗎？答案并非如此。

　　原因在于七衡圖并不是平面同心圓，而是球面上平行著(zhù)的同軸圓，這根軸貫穿北天極，也就是地球自轉的地軸。

　　古人在構建宇宙觀(guān)時(shí)，并不知道晝夜更迭和四季變化是由地球自轉和公轉引起的。他們假想了一個(gè)與地球同心同軸、半徑無(wú)限大的天球。日月星辰全部位于球面上，以北天極為中心自東向西旋轉，如古文所言：“極星不移而眾星拱之”。

　　由此可見(jiàn)，七衡圖并不是在平面上機械地等分日高，而是刻畫(huà)了太陽(yáng)一年中沿著(zhù)球面在不同衡之間移動(dòng)的軌跡。

　　同時(shí)在視運動(dòng)中，太陽(yáng)每天還要圍繞極軸旋轉一周，于是有了晝夜之分。

　　如果將太陽(yáng)一年內在不同衡之間運動(dòng)的視路徑連線(xiàn)，就形成了太陽(yáng)在天球上旋轉的“黃道”。西方將黃道帶上群星劃分為十二星座，中國古代則命名為二十八宿。它們圍繞著(zhù)北極星，日復一日東升西落。

　　將黃道24等分，太陽(yáng)每經(jīng)過(guò)一份弧為一節氣。因為太陽(yáng)運行并非勻速，每一節氣的跨度就不必然相等。同時(shí)，“七衡六間”與地球上的五帶劃分存在著(zhù)對應關(guān)系，中衡對應于赤道，內衡、外衡分別對應北回歸線(xiàn)、南回歸線(xiàn)。

　　二十四節氣是我國古代農學(xué)領(lǐng)域的一大創(chuàng )造，幾千年來(lái)對指示物候時(shí)令、指導農耕生產(chǎn)起到了重要作用。西漢天文學(xué)家落下閎測定二十四節氣的日期，并將其編入《太初歷》。

　　他規定偶數項的節氣如雨水、春分、谷雨一定要在當月出現，否則要定這個(gè)月為上月的閏月，這種置閏原則一直沿用至今。