考古天文学

考古天文学是天文学史领域中新近发展起来的一个分支，它使用考古学的手段和天文学的方法来研究古代人类文明的各种遗址和遗物，从中探索有关古代天文学方面的内容及其发展状况。

冉冉升起的太阳只有在冬至才会照亮爱尔兰纽格莱奇墓的内室。

考古天文学使用各种方法来揭示过去实践的证据，包括考古学、人类学、天文学、统计学、几率及历史学。由于这些方法多种多样，并且使用来自不同来源的数据，如何整合成连贯的论点一直是考古天文学家面临的长期难题。考古天文学填补了景观考古学和认知考古学之间的互补空白。物质证据及其与天空的连结可以揭示更广阔的景观如何融入关于自然循环的信仰中，例如玛雅天文学及农业的关系^[1]。其他将认知和景观的概念结合在一起的例子包括定居点道路中嵌入的宇宙秩序的研究^[2][3]。

考古天文学可以应用于所有文化和所有时期。天空的意义因文化而异；尽管如此，在考察古代信仰时，还是有一些科学方法可以跨文化应用^[4]。也许是因为需要在考古天文学的社会和科学层面之间取得平衡，克莱夫·拉格尔斯（Clive Ruggles）将考古天文学描述为“一个一方面是​​高质量的学术成果，另一方面是近乎疯狂、不受控制的猜测”^[5]。

历史

约翰·米歇尔在“考古天文学”历史中指出，古代天文学的研究状况在过去两个世纪中得到了改善，“从疯狂到异端，再到有趣的概念，最后走向正统的大门”。近二十年后，我们仍然可以提出这样的问题：考古天文学是否仍在正统派的大门口，还是已经进入大门了？^[6]

在约翰·米歇尔 (John Michell) 写下上述文字的两百年前，还没有考古天文学家，也没有专业的考古学家，但有天文学家和古物学家。他们的一些作品被认为是考古天文学的先驱；古物学家对遍布英国乡村的遗址的天文方位做出了解释，就像威廉·斯图克利（William Stukeley）在1740年对巨石阵的解释一样，而约翰·奥布里（John Aubrey）在1678年和亨利·昌西（Henry Chaunc）在1700年的天文原理来解释。十九世纪后期，理查德·普罗克特和查理斯·皮亚吉·史密斯等天文学家研究了金字塔的天文起源。

“考古天文学”这个术语是由伊丽莎白·切斯利·贝蒂（Elizabeth Chesley Baity）在1973年^[7][8]根据尤安·麦基（Euan MacKie）的建议提出的，但作为一个研究课题，它可能要古老得多，这取决于如何定义考古天文学。

克莱夫·拉格尔斯说，19世纪中叶的海因里希·尼森可以说是第一位考古天文学家。罗尔夫·辛克莱说，19世纪末至20世纪初的约瑟夫·诺曼·洛克耶可以被称为“考古天文学之父”。尤安·麦基则将天文学考古学的起源定位得更晚，他指出：“...考古天文学的起源和繁荣肯定要归功于英国亚历山大·汤姆在1930年代到70年代之间的工作”。

在新大陆，人类学家开始更充分地考虑天文学在美洲印地安文明中的作用，其方法明显不同。他们可以获得欧洲史前史所缺乏的资料，例如民族志和早期殖民者的历史记录。效法安东尼·阿维尼（Anthony Aveni）榜样，新大陆的考古天文学家可以提出一些在旧大陆只是猜测的动机。对历史数据的关注导致了一些声称具有很高准确度的说法出现，但与欧洲以统计数据主导的调查相比，这些说法相对薄弱^[9]。

这个问题在1981年国际天文学联合会（IAU）在牛津主办的一次会议上达到了顶峰^[10]。由于与会者的方法和研究问题差异很大，因此会议论文集分两卷出版。尽管如此，这次会议被认为成功将研究人员聚集在一起，牛津会议每四到五年在世界各地举行一次。随后的会议推动了研究向跨学科方向发展，研究人员旨在结合考古研究的背景^[11]，广泛描述当今考古天文学的状况，考古天文学家不仅要确定古代天文学的存在，还试图解释人们为什么对夜空感兴趣。

绿色考古天文学

绿色考古天文学（Green archaeoastronomy）来自《旧世界的考古天文学》（Archaeoastronomy in the Old World）一书的封面^[12]，主要基于统计数据，尤其适用于与历史时期相比社会证据相对稀少的史前遗址。这些基本方法是由亚历山大·汤姆在对英国巨石遗址进行广泛调查时开发的。

汤姆希望研究史前人类是否使用高精准度天文学。他相信，透过利用地平线天文学，观察者可以估算出一年中某一天的日期。观察需要找到一个在特定日期太阳落入地平线凹口的地方。一个常见的主题是，一座山遮住了太阳，但在适当的日子里，太阳的一小部分会从山的另一边重新出现，形成“双日落”。下面的动画显示了假设地点的两次日落，一次发生在夏至前一天，一次发生在夏至当天，即出现双重日落。

尤安·麦基（Euan MacKie）支持汤姆的分析，他透过比较新石器时代的英国与玛雅文明，加上考古背景以论证这段时期存在着分层社会。为了验证他的想法，他在苏格兰拟建的史前天文台进行了几次挖掘。金特拉（Kintraw）因四米高的巨石而闻名，汤姆认为这是对侏罗山贝因·夏奈德（Beinn Shianaidh）和贝因·奥乔利亚斯（Beinn o’Chaolias）之间遥远地平线上某个点的预见。汤姆认为，这是地平线上的一个缺口，在隆冬时节，这里会出现双重日落。然而从地面上看来，日落会被山脊遮挡，观看者需要抬高两米：需要另一个观景台。科学家在峡谷对面发现一个由小石头形成的平台。文物的缺乏引起了一些考古学家的担忧，而且岩层分析也尚无定论，但在梅斯豪遗址和布什巴罗菱形遗址进一步研究使麦基得出结论，虽然“科学”一词可能不合时宜，但汤姆在高精度比对方面大体正确。

相较之下，克莱夫·拉格斯（Clive Ruggles）认为汤姆的调查在数据选择上有问题。其他人则指出，地平线天文学的准确性受到地平线附近折射变化的限制。一些人更批评绿色考古天文学虽然可以回答过去人们是否可能对天文学感兴趣，但缺乏社会元素，这意味着绿色考古天文学很难回答人们为什么会感兴趣，使得绿色考古天文学对那些询问过去社会问题的人来说用处有限。凯丝·金蒂（Keith Kintigh）写道：“坦白说，在许多情况下，某个特定的考古天文学主张是对是错，对人类学的进步来说并不重要，因为这些资讯并不能为当前的解释问题提供参考。”尽管如此，研究星图排列仍然是考古天文学研究的主要内容，尤其是在欧洲。

棕色考古天文学

与绿色考古天文学主要以比对为导向、统计学为主导的方法相比，棕色考古天文学被认为更接近天文学史或文化史，因为它藉鉴历史和人种学记录来丰富其对早期天文学及其与日历和仪式的关系的理解。西班牙编年史家和民族志研究人员记录了许多当地的习俗和信仰，这意味着棕色考古天文学经常与美洲天文学研究联系在一起^{[13][14][15][16]}。

奇琴伊察是使用历史记录来解释的一个著名遗址。考古天文学家并没有分析遗址并查看哪些目标受欢迎，而是研究了人种学记录，以了解天空的哪些特征对玛雅人来说很重要，然后寻找考古相关性。如果没有历史记录，玛雅人对金星的兴趣可能会被忽略的一个例子。德累斯顿抄本证明了人们的这种兴趣，其中包含有关金星在天空中出现的资讯的表格。由于金星与羽蛇神或克索洛特尔有关，这些周期具有占星术和仪式上的意义。在奇琴伊察、乌斯马尔以及其他一些中美洲遗址中，可以发现与金星背景相关的建筑特征^[17]。

安东尼·阿维尼（Anthony Aveni）声称，另一座与金星有关的建筑是库库尔坎，而奇琴伊察的雨季则与卡拉科尔有关。这是一座拥有圆形塔楼和朝向基本方向的门的建筑。基地面向金星最北端。此外，建筑物上层平台的柱基的柱子也被漆成了黑色和红色。这些颜色与金星作为昏星和晨星有关。然而塔上的窗户似乎只不过是缝隙而已，虽然无法透光，但却能提供一个合适的观景位置。在讨论天文考古遗址的可信度时，科特和拉格尔斯认为，将卡拉科尔解释为一个天文台遗址在专家中引起了争论，符合他们对遗址可信度的四个级别中的第二个。

安东尼·阿维尼指出，布朗方法的优点之一是它可以探索统计分析无法发现的天文学，并以印加天文学作为另一个例子。印加帝国在概念上是用ceques（从首都库斯科发出的放射状路线）来划分的。因此，各个方向的排列似乎没有什么天文意义。然而，民族历史记录表明，各个方向确实具有宇宙学和天文学意义，因为景观中的各个点在一年中的不同时间都具有重要意义。在东亚，考古天文学是从天文学史发展而来的，许多考古天文学正在寻找历史记录的物质对应物，因为中国有着丰富的天文历史纪录，可追溯至公元前二世纪的汉朝。

艺术品

安迪基西拉机械装置

内布拉星象盘据称是青铜时代描绘宇宙的文物^[18][19]，其分析将类似于考古学其他子学科中使用的典型的发掘后分析。对一件文物进行检查，并尝试将其与民族历史或人种学记录进行类比。找到的相似之处越多，解释就越有可能被考古学家接受。

一个更平凡的例子是，罗马帝国鞋子和凉鞋上发现了占星符号。鞋子和凉鞋的用途众所周知，但卡罗尔·范德里尔-默里（Carol van Driel-Murray）提出，刻在凉鞋上的占星符号赋予了鞋子精神或医疗意义^[20]。透过引用其他已知的占星符号的用途及医疗实践和当时的历史记录的联系，可以支持这一点。

另一个具有天文用途的著名文物是安迪基西拉机械装置。在这种情况下，对文物的分析以及西塞罗描述类似设备的参考将表明该设备的合理用途。光碟装置上的符号使得光碟能够被读取，进一步支持了这个论点。