6月21日是2020年夏至日。那么关于夏至，古人是什么时候知道的？
三名研究人员发表的论文介绍：经实测发现，石峁城址外城东门的门道与墩台东北侧外立面，均精确朝向4300年前的夏至日出方位角；而石峁人在建造东门前的奠基仪式中布置的4个祭祀坑朝向夏至日落方位角。精准的朝向和规整的形制反过来证明，石峁巫觋[wūxí]（古代称女巫为巫，男巫为觋，合称“巫覡”）已经完全掌握了立竿测影的系统测量方法，也掌握了利用立竿测影建立营建都城、宗庙和宫殿的平面直角坐标系方法。
石峁遗址始建于4300年前是探索文明起源一座里程碑
这篇论文第一作者为中国科学院自动化研究所的吕宇斐，第二作者为陕西省考古研究院院长、研究员、石峁遗址考古队领队孙周勇，第三作者为陕西省考古研究院副研究员、石峁遗址考古队队员邵晶，论文标题为《石峁城址外城东门的天文考古学研究》。
石峁城址以皇城台为中心，位于榆林市神木市高家堡镇石峁村。古城建造在黄土高原北部由片麻岩和黄土构成的荒凉山岗之上。始建于4300年前的石峁城址,是探索中国文明起源的一座里程碑。外城东门是石峁城址中最先系统发掘呈现的重要考古遗址，其城门建筑的形制、朝向,奠基仪式的祭坑布置、人牲使用、祭祀礼仪均有一定的特殊性和神秘性。
东门朝向
4300年前的夏至日出方向
文章介绍，石峁城址外城东门遗址一直有两点疑问：一是外城东门不朝向正东。二是外城东门祭祀坑似乎是随意摆放，无迹可寻。究竟为何会出现这些奇怪的现象？
研究人员认为，外城东门门道与门墩东北侧外立面的朝向只有两种可能性，朝向某个地理景观或某个天文景观。从石峁城址周边的环境来看，东门并没有朝向任何特殊地理景观，因此应该是朝向某种天文景观或某个时间节点的日出方位角。
研究人员通过计算复原了石峁城址建城初期的太阳方位角以及上下中天文景观。依据现代天文学的计算公式和星象复原方法，石峁城址外城东门的门道与墩台东北侧外立面均精确地朝向4300年前的夏至日出方位角。
研究人员认为，由此看来，石峁城址的设计者——石峁巫觋观测或计算所得的夏至日期、夏至日出方位角基本正确。而石峁巫觋在营建东门之前可能已经有能力制订石峁人所需的早期历法，其中二分（春分秋分）二至（夏至冬至）的日期及其对应标志星座，各日出方位角可能已基本测定，否则不太可能出现如东门这样的建筑。
为检验上述计算，研究人员从2016年6月19日黄昏起，至2016年6月23日凌晨止（2016年6月21日为夏至），对外城东门进行了科学实证观测。实际观测的结果是，北墩台南墙内墙全部照亮，而南墩台北墙没有照亮。实测证明，门道与墩台确实朝向夏至日出方位角，而且如果日出方位角向北移1°21′,两座墩台的内侧均应该照亮，这应该是4300年前夏至日出时的情况。
4个祭祀坑朝向夏至日落方位角
研究人员对祭祀坑的朝向也进行了实证观测。实测证明，K4、K5基本朝向夏至日落方位角。鉴于K2、K6与K4、K5位于同一直线上，可以确认，石峁人在建造东门前的奠基仪式中布置的4个祭祀坑确实是朝向夏至日落方位角。
研究人员得出结论，石峁巫觋在营建东门之前，完成了至少两个方面的系统测量：
第一，通过立竿测影测定了石峁地区夏至的日期及日出日落方位角，确立了石峁的二分二至。完成了大量测量后，巫觋才有可能在东门的奠基仪式前预先挖好精准朝向日出和日落方位角的两列祭坑，埋入了数量不等的经焚烧后的少女头颅，完成伐祭、燎祭和瘗[yì]埋等最高等级祭祀礼仪。
第二，通过立竿测影建立了营建东门的平面直角坐标系。建立起建筑用的平面直角坐标系之后，巫觋才有可能指挥大量劳动力营建朝向如此精准、形制如此规整的城门和马面。 华商报记者 马虎振
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