萬神殿里的天文學

李鑒

穹頂之眼驚艷千年

萬神殿的主體建筑呈圓頂圓柱形，有點像一個大型的蒙古包。它的北側連接著一個頗具氣勢的科林斯柱式門廊，這里是神殿的入口。走進萬神殿殿內，映入眼簾的是近6000平方米的寬闊空間，抬眼望去，就是令人驚嘆的巨大穹頂。穹頂跨度達到了43.3米，讓整個大殿顯得格外宏偉。而更加引人注目的是，穹頂的頂部有一個直徑8.9米的圓形大洞，稱為“穹頂之眼”。

自古以來，這個獨特的“穹頂之眼”設計一直讓人們大惑不解。有人從力學結構上分析，說它減輕了穹頂的重量，從而降低了倒塌的風險。有人認為其主要功能是為了照明，因為它是整個大殿唯一的自然采光孔。還有人認為，它是為了在夏日炎炎的羅馬，給整座建筑降溫。

現在人們發現，萬神殿很可能是按照太陽的周年運行規律設計的，整座神殿可以看作一個巨大的日晷！“穹頂之眼”就是陽光的入射通道。

和常見的古建筑不同，萬神殿的入口位于北邊而不是南邊。正午的陽光會通過“穹頂之眼”照射到北邊的入口附近，這樣的設計，是為了在某些特定的日子舉行一些重要儀式。

我們知道，一年之中的正午時刻，太陽的高度隨日期不同而有所變化。冬季太陽高度低，陽光入射（與水平線的夾角）角度小，只能照在穹頂上。夏季正午時太陽高度大，陽光的入射角度也大，可以照在神殿的地板上。根據正午時刻陽光照射點的位置，人們可以知道當天是什么日期，這和中國古代的圭表有異曲同工之妙。

天文內涵獨領風騷

在3月的春分日和9月的秋分日，正午時的陽光恰好照在拱門的上方，這兩個時刻對羅馬人具有重要意義，正是皇帝被認為最接近天堂和神明的時候。尤其特別的是羅馬建城紀念日——4月21日，正午時分的陽光會恰好照在拱門的入口處。皇帝在此時步入神殿，耀眼的陽光不偏不倚地聚集在他的身上，萬眾矚目。在這個時刻舉行一些儀式，不僅能強化他的神圣和威權，同時也強化了羅馬的榮耀。

萬神殿的穹頂尺寸、穹頂之眼的大小、入口拱門的高度和寬度，都符合這一設計理念。在羅馬，春/秋分日以及4月21日正午時分的陽光入射角分別是48度和60度。由于門廊的高度大約為13米，要想讓陽光以這兩個角度入射到門口，則合理的穹頂直徑就必須在44米左右。穹頂之眼的孔徑則是根據入口的寬度來確定的。遙遠的太陽光照射到地球上，基本上是平行光，所以開孔的大小就和入口門廊的寬度相當，這樣能保證正午的陽光恰好照射出一個和門洞差不多寬的光斑。

萬神殿在幾何造型上力求完美，它的剖面恰好可以容得下一個整圓，有一種和諧、完美的寓意，內部墻面分為兩層，并且比例接近于黃金分割。而按照太陽運行規律設計的建筑結構，更為它注入了深刻的科學內涵。它不僅是一處珍貴的文化瑰寶，同時也是一座杰出的科學殿堂。