揭秘故宫乾清宫冬至奇观：当阳光点亮"正大光明"
揭秘故宫乾清宫冬至奇观：当阳光点亮"正大光明"
每年冬至，故宫乾清宫都会出现一个令人惊叹的景象：正午时分，阳光经过地面金砖的反射，将"正大光明"匾额和下方的五条金龙依次点亮。这一奇观是如何形成的？背后蕴含着怎样的科学原理？
故宫博物馆官网图片
每年冬至前后，故宫博物院的乾清宫都会出现一个独特的景象。在冬至前后的正午时分，阳光照射到乾清宫地面的金砖后，被反射到"正大光明"匾额上。阳光从左至右、由西向东，将匾额上的四个大字和下方的五条金龙依次点亮，散发出耀眼的金色光芒。这一幕总是吸引众多游客驻足观看，发出阵阵赞叹。
故宫博物馆官网图片
故宫博物馆官网图片
冬至日的正午，是乾清宫"正大光明"牌匾以及下方五条金龙被阳光完全照亮的时刻，堪称大殿一年中最难得一见的奇观。
冬至前后几天的正午时分，乾清宫"正大光明"匾额被阳光点亮的景象
在中国科技馆"中科大讲堂"上，故宫博物院研究馆员周乾揭示了这一奇观背后的奥秘。他解释说，乾清宫内"正大光明"匾额在冬至日前被点亮，与多个因素密切相关：
- 建筑布局：乾清宫坐北朝南，有利于采光。
- 太阳高度角：冬至日，太阳直射南回归线，太阳高度角最小。在北京，当日的太阳高度角约为27度。
- 金砖地面的反射：金砖光亮如镜，使阳光产生镜面反射。
- 太阳东升西落的规律：冬季太阳从东南升起，西南落下，阳光照射方向是由西北到东北。
- 屋檐出挑做法：故宫古建筑屋檐起翘的斜度一般在26度至30度之间，与冬至日的太阳高度角相匹配。
故宫博物馆官网图片
周乾进一步解释说："冬季太阳东南升，西南降落，阳光照射方向是由西北到东北，故匾额自西向东依次被点亮。"此外，随着冬至日后太阳高度角的逐渐增大，北京夏至日的太阳高度角约为73度，大于故宫古建筑屋檐起翘的斜度，因此屋檐能将阳光遮挡在室外，保证夏日室内凉爽。
值得一提的是，故宫的设计充分考虑了北京四季的特点。北方建筑有一个口诀："柱高一丈，出檐三尺"，即用大约柱高的1/3作为廊子的深度。这样的设计使得正向的房屋在夏天能够遮荫，冬天则阳光满室，紫禁城正是这种巧妙设计的结晶。
古代象征古代皇权中心的乾清宫正殿，而冬至这一天阳光射入大殿的最深处，打在光可鉴人的金砖上，恰好反射到北京中轴线上这座象征权力的金銮宝座上方，屏风、沥粉金龙、正大光明匾额因此熠熠生辉。
这种奇妙的设计融合了天文学、建筑学、光学等多学科知识，即使在现代，顶级建筑大师也很难设计出如此精妙的建筑。这一设计充分展现了中国古代建筑大师的智慧，令人叹为观止。