我國古代帝王為(wei) 求風調雨順、國泰民安，往往通過祭天的方式，試圖與(yu) 天“對話”，並表達對“天神”的崇敬和祈盼之情。位於(yu) 北京市天壇公園內(nei) 的圜丘壇，始建於(yu) 明嘉靖九年（1530），清乾隆十四年（1749）重建。壇分三層，最大直徑約54.9米，壇總高約5.2米，為(wei) 明清帝王在冬至日祭天的場所。圜丘壇的設計，從(cong) 建築數字、建築功能、建築造型等方麵巧妙地融入古代科學星空体育官网入口网站和哲學思想，是我國古代建築設計智慧的典範。

　　首先，圜丘壇的設計中大量融入了數字“9”。古人認為(wei) ，“9”為(wei) 最大的天數，寓意至高至大。從(cong) 地磚數量來看，圜丘壇每層地磚由9圈石塊鋪墁而成，每圈石塊的數量是9的倍數。其中，頂層天心石周邊有9塊石塊，構成第1圈；由此向外擴展，每圈石塊數量比前一圈數量多9塊，至底層最外圈即第27圈時，其含石塊243塊。之所以每層地磚為(wei) 9圈，是因為(wei) 古人認為(wei) 天有九層，俗稱“九重天”。從(cong) 欄板數量來看，圜丘壇頂層欄板有36塊，中層欄板有72塊，底層欄板有108塊，每層欄板均為(wei) 9的倍數。上述欄板總數為(wei) 216塊，與(yu) 《周易》所載“乾之策二百一十有六”相符合，可反映古代帝王的崇天思想。此外，從(cong) 台階步數來看，圜丘壇在4個(ge) 方向均設有上下各層壇的台階，每層台階的數量是9級，符合“天數”的最高值。

　　從(cong) 建築構件尺寸來看，數字“9”得以大量運用，且與(yu) 數字“5”巧妙組合，以表達“九五至尊”“至高無上”的思想。如天心石寬度為(wei) 0.95米，圜丘壇每層欄板的高度也為(wei) 0.95米。另圜丘壇頂層直徑是9丈，中間層直徑為(wei) 15丈，底層直徑為(wei) 21丈，合計45丈。由於(yu) 數字“45”由“9”“5”相乘而成，因而圜丘壇的總平麵尺寸亦與(yu) “九五之尊”含義(yi) 相符。需要說明的是，此處“丈”的尺寸確定依據為(wei) 黃鍾律尺，1丈等於(yu) 10律尺，約等於(yu) 2.6米。古人以黃鍾律尺作為(wei) 度量衡的標準，1律尺長度等於(yu) 0.81倍營造尺長度。數字“81”為(wei) 九九相乘，因而又強化了數字“9”的運用。圜丘壇在營建上創造了“9”的數字神話，體(ti) 現了我國古代工匠高超的建築設計技術。

　　其次，圜丘壇可產(chan) 生回聲效果。圜丘壇的最上層正中心有一塊扁圓柱體(ti) 狀石塊，被稱為(wei) 天心石。古代帝王祭天時，站在天心石上說話，會(hui) 產(chan) 生嗡嗡回響，猶如在與(yu) 天神“交流”，營造出“天人合一”的意境，極具神秘感，這也成了封建帝王自認為(wei) 君權神授的表現形式。科學研究表明：天心石的傳(chuan) 音原理在於(yu) 圜丘壇地麵及周邊欄板對聲波的反射。天心石位於(yu) 圜丘壇的正中位置，且由於(yu) 周邊的欄板為(wei) 圓形排列，因而天心石其到四周地麵、欄板的距離是相等的，且除了欄板和地麵，沒有任何阻礙物。在這種條件下，當人站在天心石上說話時，聲波經過光滑的台麵和四周欄板的反射，其中的大部分仍能夠回聚到原始發聲位置。由於(yu) 圜丘壇的半徑相對較小，聲波反射過程所需時間不需要1秒鍾，因而與(yu) 原音很快產(chan) 生疊加，使人感到發聲更加宏亮和渾厚。另外，由於(yu) 聲波的反射從(cong) 四麵八方匯集，因而各個(ge) 方向的回聲在天心石匯聚時，又能產(chan) 生“一呼百應”的聲響效果，而說話者很難分辨出原始聲音和回聲。可以認為(wei) ，天心石實質是古代工匠營建智慧的反映。

　　其三，圜丘壇的建築造型充分表達了“天人合一”的意境。從(cong) 平麵形狀來看，圜丘壇各層平麵為(wei) 圓形，這與(yu) 古人“天圓地方”的樸素宇宙觀相符合。在這裏，之所以用“方”來表示大地，是因為(wei) 方形可以表達東(dong) 、西、南、北四方的思想。從(cong) 立麵造型看，圜丘壇的三層圓壇由下往上逐層收縮，體(ti) 現了“天人合一”的意境。一方麵，“三”是古人“天人合一”思想的一種重要表現形式，如東(dong) 漢文字學家許慎所著《說文解字》卷一載有“三，天地人之道也”；另一方麵，層層收縮的圓形還表達了生命的流轉、宇宙萬(wan) 物生生不息的意境。圜丘整體(ti) 造型簡樸，上覆天宇而下承黃土，是人工建築融於(yu) 宏大宇宙的豐(feng) 富想象力體(ti) 現。

　　此外，從(cong) 建築規劃來看，圜丘壇周邊的柏樹鬱鬱蔥蔥，給人以林中空地上土丘壇祭祀之感，烘托出圜丘壇莊重和森嚴(yan) 的氛圍。從(cong) 建築色彩來看，白色的圜丘壇寓意聖潔和端莊，而其周邊壝牆采用藍色的瓦頂，正是與(yu) 藍色的天空呼應。

　　綜上所述，圜丘壇的設計體(ti) 現了古代數學、物理學等星空体育官网入口网站在建築上的科學運用，其中亦包含了豐(feng) 富的古代哲學思想，反映了我國古代工匠卓越的建築智慧。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【人工智能】，了解更多人工智能活動詳情