北京晚報·五色土 | 作者 景長順

著名的文物古建專家羅哲文先生曾題詞贊曰：“天壇是中國獨一無二，世界獨一無二的古典建築傑作。”在天壇的衆多建築裡，作為皇帝冬至祭天大典場所的圜丘壇，始終是遊客們關注的焦點。

圜丘壇始建于嘉靖九年（1530），又稱祭天壇，位于天壇南半部，坐北朝南，四周繞以紅色壇牆，上飾綠色琉璃瓦。圜丘壇是嘉靖帝在“大禮議”事件後“更定祀典”時所建，數百年來，其所鋪設的石闆數量、“天心石”的聲學等奧秘，吸引了衆多的古建愛好者前去探究。

圜丘壇 供圖：視覺中國

鋪設石闆暗藏玄機

圜丘壇坐落在祈谷壇之正南，是繼建造大祀殿110年之後，于明朝嘉靖年間建立起來的專門用來祭天的建築。之後經乾隆時代的改建，形成現在這樣的規模。

圜丘壇兩道壇牆的四面各有石棂星門三座，共24座，氣勢恢宏，分外壯觀。特别是南面的三座棂星門，中間的門為神門，是供皇天上帝走的；左邊的門為禦門，是供皇帝走的；右邊的門為王門，是王公大臣走的門。由于等級不同，所以三個門面的尺寸也不同：中間的門尺寸大，寬400厘米，左側的門寬256厘米，右側的門最小，寬245厘米，充分體現了封建社會嚴格的等級制度。

祭天台潔白無瑕，造型壯美，堪稱世間一絕。其石欄闆、石柱、石地闆、石台階等，都是9和9的倍數構成，匠心獨具，奇妙無比。三層台面，從上往下數，第一層台面中間的圓石稱作“天心石”，從星象角度觀察，“天心石”是天皇大帝星的準确坐标。圍繞天心石共有9塊石闆鋪墁，第二圈是18塊，以此類推，至第九圈是九九八十一塊，9圈石闆加上天心石，共406塊。第二層台面的第一圈有90塊石闆，每圈遞加9塊，共1134塊。第三層台面，從171開始，每圈遞加9塊，共計1863塊。三層台面石闆累計相加為3403塊。但是由于四面出陛，二層陛下占壓40塊的位置，底層陛下占壓72塊。3403塊減去占壓的112塊，實為3291塊。這個數目除以9，為365.66，正好約為周天數（一個曆年時間為365日5小時49分12秒）。真是太奇妙了！

祭壇采用高低對比的建築藝術手法，将四周的欄杆和圍牆壓低，欄杆高1米，有兩道内圓外方的矮牆，内壝垣高1.8米，外壝垣高2米，牆外是郁郁蔥蔥的古柏樹林，襯托出祭台的崇高和聖潔。

天壇的總體布局，分為内外兩壇，内壇由圜丘壇和祈谷壇兩部分組成，北部是祈谷壇，南部是圜丘壇，兩壇以一條360米長的丹陛橋連綴，形成南北軸線。主體建築祈年殿，圜丘台，皇穹宇等主要建築均為圓形，包括兩道圍牆北圓南方呈馬蹄狀，體現了中國古代天圓地方的理念。

丹陛橋

值得一提的是，圜丘壇和祈谷壇，一南一北，一低一高。連接兩壇的丹陛橋，南端高出地面一米，北端高出地面4米，從南向北逐次升高，如同天梯，在兩側古柏的映襯下，有一種超塵脫俗之感。圜丘壇中心點到祈谷壇中心點為750米，而圜丘台的高度僅僅是祈年殿的16%，相差懸殊。為了過渡，聰明的古代建築大師從功能和藝術的角度出發，設計了一座建在高高的石台基礎之上單檐圓形攢尖頂的建築——皇穹宇，其高度為祈年殿高度減去圜丘的高度再折半，實測為19.05米。皇穹宇内外環列各八柱，以應“八柱承天”之說。這種設計構成了中軸線建築起伏的變化，既滿足了實用的功能，又使得景觀更加優美。

祈年殿 攝影：鄧偉

天壇的中軸線，南起南壇牆，北至北壇牆，全長1820米，雄偉壯麗。如果人們站在圜丘台上北望，在藍天白雲之下，在綠色海洋的映襯下，有高遠、深遠、平遠之境界。正如北宋郭熙《林泉高緻·山水訓》所言：“高遠之色清明，深遠之色重晦，平遠之色有明有晦；高遠之勢突兀，深遠之意重疊，平遠之意沖融，而飄飄渺渺。”

天壇原有三處聲學奧秘

天壇建築的聲學現象具有絕無僅有的奧妙，遊客到了天壇，都要和同伴到回音壁前試一試。其實，在圜丘壇的這組建築中，原來有3處聲學現象，而不止回音壁一處。

回音壁 供圖：視覺中國

回音壁是皇穹宇的磚質圍牆，人們站在牆内距離較遠的任意兩點，貼着牆說話，出現如同打電話一樣的效果。除了回音壁外，還有“三音石”。皇穹宇殿前甬道北面的三塊石闆分别是“一音石”（稱為“天石”）、“二音石”（稱為“地石”）、“三音石”（稱為“人石”）。在大殿門打開的狀态下，站在第三塊“人石”上說話，即使聲音很小，回聲也很大，稱之為“人間私語，天聞如雷”，意思是即使小聲說話，“昊天上帝”也能聽見。

第三個聲學現象是圜丘台上的“天心石”。“天心石”就是圜丘台的中心石，直徑80厘米，寓意太極，站在上面說話，聲音效果如同使用擴大器一般甕聲甕氣，響亮渾厚，有立體聲的感覺，十分神奇。因為回聲是從四面傳來，聲波震動較大，所以聽起來既洪亮悅耳，又連續不斷，古時就把這種聲學現象說成是“上天垂象”，指天下萬民對于朝廷的無限歸心與一緻響應，同時賦予天心石“億兆景從石”的美名，有億萬民衆緊相随的意思。

這些聲學現象，幾百年來一直是個謎，不僅成為遊客的重要打卡點，而且也成為科學研究的對象。

最早對天壇聲學現象進行研究的，是湯定元先生。在他的科普文章《天壇中的幾個建築物聲學問題》一文中，對天壇公園中回音壁、三音石、圜丘聲學現象的形成機理提出了科學論斷，從科學上解釋了人們迷惑不解的天壇奇異聲學問題。湯定元院士分析認為：“回音壁中，A處發出的聲波，沿着光滑的圍牆依次在1、2、3、4、5、6等處發生反射，由于反射時能量損失很小，到B點時還具有足夠的能量引起耳膜的振動，因此，仍能聽到很清楚；三音石位于皇穹宇的台階下第三塊石頭處，這裡恰好是回音壁的中心，聲音往返于圍牆之間，經過中心時，人們就能聽到三次甚至更多次的回聲；圜丘天心石位于圜丘中心，人站在天心石上講話，四面八方的反射把能量送回來，并集中到台中央，于是使聲音更強了。”

在1995年時，天壇公園為了驗證湯定元先生對天壇聲學現象的分析，與黑龍江大學合作，對天壇的聲學現象進行科學的測定。通過科學測定，證實了湯定元先生對“回音壁”“三音石”“天心石”聲學現象的論斷是正确的。與此同時，天壇的工作人員和黑龍江大學的專家學者，在皇穹宇院子内發現了“對話石”。皇穹宇前面的甬道用18塊大小不等的石闆組成。當時發現的對話石，在該甬道的最南端的第18塊石闆。站在這塊石闆上，能清楚地聽見東（或西）配殿後面東北角（或西北角）遠端人的說話聲。對話石與東（或西）配殿後面東北角（或西北角）遠端人的說話處直線距離為36米，折線距離約50米，然而，聲壓級和自由聲場約7米的聲壓級相當，也就是說，在對話石處聽到36米處的說話聲，相當于正常生活場景下7米處的聲音。天壇對話石的發現，為這座古建築又增添了幾分神秘。

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