บทที่ 2 ดาราศาสตร์กับภูมิปัญญาท้องถิ่น

1. ความนำ
วิถีชีวิตของมนุษย์มีความผูกพันกับวัตถุท้องฟ้า และปรากฏการณ์ธรรมชาติบนฟากฟ้ามานับเป็นเวลาช้านานแล้ว การขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และกลุ่มดาวเป็นปรากฏการณ์ที่มนุษย์พบเห็นเป็นประจำ และมีความคุ้นเคยเป็นอย่างดี เนื่องจากมนุษย์เป็นสัตว์โลกที่มีภูมิปัญญา รู้จักสังเกตการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ อย่างเป็นระบบ รู้จักคิดอย่างมีเหตุผล
ดังนั้นมนุษย์จึงสามารถสังเกตวัฏจักรแห่งธรรมชาติเหล่านั้นได้ และรู้จักดำเนินชีวิตให้สอดคล้องกับวัฏจักรธรรมชาติดังกล่าว มนุษย์สามารถสังเกตตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ และการปรากฏของกลุ่มดาวสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล ทำให้การดำรงชีวิตเป็นระบบและสามารถดำเนินกิจวัตรประจำวันได้อย่างเหมาะสมกับการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล
จังหวะของธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นการขึ้น–ตกประจำวันของดวงอาทิตย์การเปลี่ยนลักษณะปรากฏของดวงจันทร์ในแต่ละเดือน การเปลี่ยนตำแหน่งขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มดาวบนฟ้าในแต่ละฤดูกาล ทำให้มนุษย์รู้จักพัฒนาระบบเวลาขึ้นมาในการดำเนินกิจวัตรประจำวัน

โดยการพัฒนาระบบเวลาในช่วงแรกนั้น มนุษย์สร้างสิ่งก่อสร้าง อาชิ วัด กำแพงเมือง หรือสถานที่ประกอบพิธีกรรมต่าง ๆ เป็น หมายเพื่อบอกเวลา ที่มีการวางตำแหน่งอย่างเหมาะสมกับทิศการขึ้นตกของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ หรือกลุ่มดาว ณ วันและเวลาที่สำคัญต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวันและเวลาที่สัมพันธ์กับช่วงการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลซึ่งมีผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ ภูมิปัญญาของมนุษย์ทำให้มนุษย์พัฒนาวิธีที่จะสามารถกำหนดทิศทางได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ เช่น การกำหนดทิศเหนือ – ใต้ ตะวันออก – ตะวันตก โดยการสังเกตเงาของดวงอาทิตย์ เป็นต้น
ระบบเวลานับวันจะเป็นสิ่งจำเป็นในวิถีชีวิตของมนุษย์  การสังเกตการโคจรและการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้า  ได้พัฒนามาเป็น  มาตรวัดเวลา  ที่ชัดเจนยิ่งขึ้น  มีการกำหนดหน่วยวัน เดือน และปี  ซึ่งในที่สุดได้พัฒนามาเป็น ระบบปฏิทิน ที่สอดคล้องกับวัฏจักรของฤดูกาลดังที่ใช้กันในปัจจุบัน

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 1 ตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไปทุกวันในรอบปี

2 ทฤษฎี
โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะและโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี โดยมีระยะทางเฉลี่ยห่างจากดวงอาทิตย์ 149,597,870 กิโลเมตร และใช้เวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ประมาณ 1 ปี เมื่อสังเกตจากพื้นโลกจะปรากฏเห็นดวงอาทิตย์ขึ้นทางด้านทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกทุกวัน ทั้งนี้เนื่องจากโลกมีการหมุนรอบตัวเอง หากติดตามเฝ้าสังเกตการขึ้น – ตก ของดวงอาทิตย์เป็นประจำจะพบว่า ในรอบ 1 ปี ดวงอาทิตย์จะปรากฏขึ้นบนทางทิศตะวันออก และตกทางทิศตะวันตกพอดี เพียง 2 วันเท่านั้น คือวันที่ 21 มีนาคม และวันที่ 23 กันยายน

นอกจากนั้นการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์จะเฉียงค่อนไปทางทิศเหนือหรือทางทิศใต้บ้าง โดยในวันที่ 21 มิถุนายน ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกค่อนไปทางทิศเหนือและตกทางทิศตะวันตกค่อนไปทางทิศเหนือมากที่สุด และในวันที่ 22 ธันวาคม ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกค่อนไปทางทิศใต้และตกทางทิศตะวันตกค่อนไปทางทิศใต้มากที่สุด
การที่ตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไปทุกวันในรอบปี เนื่องจากผลจากการที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์1 ปีนั่นเอง โดยเมื่อสังเกตจากโลกจะสังเกตเห็นดวงอาทิตย์ย้ายตำแหน่งไปตามกลุ่มดาว 2 กลุ่ม ที่เรียกว่ากลุ่มดาวในจักราศี (Zodiac) ตามภาพที่ 2 ได้แก่ ราศีเมษ(Aries) ราศีพฤษภ(Taurus) ราศีมิถุน(Gemini) ราศีกรกฏ(Cancer) ราศีสิงห์(Leo) ราศีกันย์(Virgo) ราศีตุลย์(Libra) ราศีพิจิก(Scorpius) ราศีธนู(Sagittarius) ราศีมังกร(Capricornus) ราศีกุมภ์(Aquarius) และราศีมีน(Pisces)

ดวงอาทิตย์จะปรากฎมีการยตำแหน่งไปทางตะวันออกตามกลุ่มดาวในจักราศีนี้ ทำให้ผู้สังเกตเห็นดาวต่าง ๆ บนท้องฟ้าขึ้นเร็วกว่าวันก่อนเป็นเวลา 4 นาทีทุกวัน ซึ่งหมายความว่าใน 1 วัน>ดวงอาทิตย์จะมีการเลื่อนตำแหน่งไป 1 องศาหรือรอบละ 1 ปีนั่นเอง

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 2 กลุ่มดาว 12 กลุ่มในจักราศีและการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำให้ผู้สังเกต

ทางเดินของดวงอาทิตย์ตามกลุ่มดาวในจักราศี เรียกว่า “สุริยะวิถี (Ecliptic)” ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนเส้นสุริยวิถี ณ วันที่ 21 มีนาคม เรียกว่าจุด “วสันตวิษุวัต (Vernal Equinox)” ส่วนตำแหน่ง ณ วันที่ 23 กันยายน เรียกว่าจุด “ศารทวิษุวัต (Autumnal Equinox)” เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ ณ ตำแหน่งทั้งสองดังกล่าวนี้ ดวงอาทิตย์จะขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกพอดี และช่วงเวลากลางวันจะเท่ากับกลางคืนพอดี
ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนเส้นสุริยะวิถี ณ วันที่ 21 มิถุนายน เรียกว่าจุด “คริษมายัน (Summer Solstice)” ตำแหน่งดังกล่าวดวงอาทิตย์ จะขึ้นและตกค่อนไปทางเหนือมากที่สุด ในซีกโลกเหนือ ช่วงเวลากลางวันจะยาวกว่ากลางคืนและจะเป็นช่วงฤดูร้อน (Summer) ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนเส้นสุริยะวิถี ณ วันที่ 22 ธันวาคมเรียกว่า จุด “เหมายัน (Winter Solstice)” ตำแหน่งดังกล่าว ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกค่อนไปทางใต้มากที่สุด ในซีกโลกเหนือ ช่วงเวลากลางคืนจะยาวกว่ากลางวันและจะเป็นช่วงฤดูหนาว (Winter)

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 3 : แกนของโลกเอียงทำมุม 23.5 องศากับแกนตั้งฉากของระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์

ฤดูกาลเกิดขึ้นเนื่องจากแกนของโลกเอียงทำมุม 23.5 องศากับแกนตั้งฉากของระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และขณะที่โลกรอบดวงอาทิตย์ ณ วันที่ 21 มิถุนายน ซีกโลกเหนือจึงเป็นฤดูร้อนและซีกโลกใต้จึงเป็นฤดูหนาว ในทางกลับกัน ณ วันที่ 22 ธันวาคม ซีกโลกใต้กลับเป็นฤดูร้อน ในขณะที่ซีกโลกเหนือ เป็นฤดูหนาวดังแสดงในภาพที่ 3 การเกิดฤดูกาลเป็นผลเนื่องมาจากแต่ละส่วนบนพื้นโลกรับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากันในรอบปี

แสงอาทิตย์เมื่อส่องมากระทบวัตถุจะทำให้เกิด  “เงา (Shadow)” ถ้าเอาแท่งไม้ยาว  ปักตั้งฉากบนพื้นราบ  เมื่อแสงอาทิตย์ส่องตกกระทบ  จะปรากฏเงาของแท่งไม้  ดังกล่าวทอดลงบนพื้น  และหากสังเกตเงาเป็นเวลานาน  จะเห็นเงามีการเปลี่ยนแปลงทั้งความยาวและทิศทางของเงาที่ทอดลงบนพื้น
พิจารณาภาพที่ 4 เมื่อดวงอาทิตย์ขึ้นในตอนเช้าด้านทิศตะวันออก เงาของแท่งไม้จะทอดยาวไปทางด้านทิศตะวันตก ขณะที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่สูงขึ้นจากขอบฟ้าเงาของแท่งไม้จะหดสั้นลงและเงาเริ่มเบนเข้าสู่ทิศเหนือ จนเมื่อดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่บนแนวเมอริเดียน (ตำแหน่งสูงสุดของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าในแต่ละวัน) เงาของแท่งไม้จะปรากฏสั้นที่สุด และชี้ในแนวทิศเหนือ – ใต้พอดี ในช่วงบ่ายดวงอาทิตย์เคลื่อนที่คล้อยไปทางทิศตะวันตก เงาของแท่งไม้จะปรากฏยาวขึ้นและเริ่มเบนออกจากทิศเหนือสู่แนวทิศ่ตะวันออก

เนื่องจากตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์แต่ละวัน แตกต่างกันไปในรอบปี ดังนั้นการทอดเงาของแท่งไม้ในแต่ละวันจึงไม่ซ้อนทับแนวเดิม และมีความยาวของการทอดเงาไม่เท่ากัน อย่างไรก็ตาม ช่วงที่ดวงอาทิตย์อยู่บนแนวเมอริเคียนในแต่ละวัน เงาของแท่งไม้ยังคงสั้นที่สุด และทอดอยู่ในแนวทิศเหนือ – ใต้เสมอ นอกจากนี้ยังพบว่า มีบางวันในรอบปีที่ดวงอาทิตย์มีตำแหน่งอยู่เหนือศีรษะพอดี เมื่อดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่ในแนวเมอริเคียน อาทิ เช่น ที่จังหวัดเชียงใหม่ ดวงอาทิตย์มีตำแหน่งเหนือศีรษะพอดี ในวันที่ 15 พฤษภาคม และวันที่ 30 กรกฎาคม ณ เวลาประมาณเที่ยงวัน และวัตถุจะไม่ปรากฏเงาทอดลงบนพื้นเลย

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 4 (ก) การเปลี่ยนแปลงของเงาของแท่งไม้ เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ ณ ตำแหน่งต่าง ๆบนท้องฟ้า

การเปลี่ยนแปลงของเงาของแท่งไม้ในรอบวัน มีลักษณะคล้ายการเดินของ “เข็มชั่วโมง” ของนาฬิกา ซึ่งเมื่อกำหนดสเกลที่เหมาะสมของตำแหน่งเงา ณ เวลาต่าง ๆ ในรอบวัน เราจะสามารถสร้าง “นาฬิกาแดด (Sundial)” อย่างง่ายได้
3. กิจกรรม
กิจกรรมที่ 1 :การวิเคราะห์ตำแหน่งการขึ้น – ตกและมุมเงยสูงสุดของดวงอาทิตย์
เราอาจหาตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ โดยวัดค่ามุมอาชิมุท เมื่อมุมเงยของดวงอาทิตย์เป็น 0 องศา (ขณะที่ดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่ที่ขอบฟ้าพอดี ทางด้านตะวันออกหรือด้านตะวันตก) ณ วัน – เดือนต่าง ๆ ในรอบปี และเนื่องจากดวงอาทิตย์มีการเคลื่อนที่ไปตาม เส้นสุริยวิถี ถ้าเรามีเครื่องมือที่วัดได้อย่างแม่นยำ จะวัดตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ ได้ต่างกันทุกวัน วันละประมาณ 15 ลิปดา

www.astroschool.in.th

ตารางที่ 1-1 : มุมอาซิมุท ขณะขึ้น – ตกและมุมเงยสูงสุดของดวงอาทิตย์ วัดที่กรุงเทพมหานคร

หลังจากดวงอาทิตย์ขึ้นแล้ว จะเห็นว่ามุมเงยของดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนมีค่าสูงสุดแล้วค่อย ๆ ลดต่ำลงมา ส่วนมุมอาซิมุทจะเปลี่ยนค่าทุกตำแหน่งที่วัดมุมเงย แสดงว่าดวงอาทิตย์มีการเปลี่ยนตำแหน่งตลอดเวลา ตารางต่อไปนี้แสดงค่าวัดอาซิมุท และมุมเงยของดวงอาทิตย์ในเดือนต่าง ๆ ในรอบปี

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 5 แบบจำลองทรงกลมท้องฟ้า

จากข้อมูลในตารางที่ 1-1 จงเขียนแบบจำลองทรงกลมท้องฟ้า พร้อมกำหนดทิศเหนือ – ใต้ ตะวันออก – ตะวันตก แล้วเขียนทางเดินของดวงอาทิตย์จากค่ามุมอาซิมุท ขณะขึ้น – ตกและมุมเงยสูงสุดของดวงอาทิตย์ในแต่ละวัน

จากทางเดินของดวงอาทิตย์ในแต่ละวัน ให้วิเคราะห์ประเด็นต่อไปนี้
1. ตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ในรอบ 1 ปีเป็นอย่างไร
2. ทางเดินของดวงอาทิตย์ ณ วัน – เดือนต่อไปนี้ มีลักษณะเป็นอย่างไร
- 21 มีนาคม,- 23 กันยายน, - 21 มิถุนายน, - 22 ธันวาคม
3. วัน – เดือนใดบ้างในรอบปี ที่เราไม่เห็นเงาของตัวเองทอดลงบนพื้น ในช่วงเวลาเที่ยงวัน(ดวงอาทิตย์อยู่บนเส้นเมอริเดียน) และในวัน – เดือนดังกล่าว ตำแหน่งการขึ้น – ตกของ(ดวงอาทิตย์เป็นอย่างใด

กิจกรรมที่ 2 : ความสัมพันธ์ของตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์การปรากฏของกลุ่มดาวและฤดูกาล
มนุษย์ในยุคโบราณสามารถสังเกตตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์และการปรากฏของกลุ่มดาว สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล ทำให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้เป็นปกติสุข โดยการสังเกตดวงอาทิตย์และกลุ่มดาวที่ปรากฏบนท้องฟ้าหลังดวงอาทิตย์ตก

มนุษย์สามารถรู้ว่า  เมื่อใดควรเริ่มเพาะปลูก  เมื่อใดควรเริ่มเก็บเกี่ยว  เมื่อใดควรสะสมอาหารแห้งเตรียมไว้เพื่อบริโภคในฤดูหนาว  มนุษย์เริ่มรู้จักใช้วัตถุท้องฟ้าเป็นสิ่งกำหนดเวลาได้  โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมนุษย์เริ่มเปลี่ยนสภาพการดำรงชีวิตแบบป่าเถื่อนมาอยู่ในระดับที่เจริญขึ้น  ซึ่งการดำรงชีวิตเน้นทางด้านกสิกรรมหรือเกษตรกรรม  มนุษย์ยิ่งต้องมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งต่อความเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นจังหวะของธรรมชาติเหล่านั้นมากขึ้น
เราอาจทำการสังเกตการณ์ หรือทำการทดลอง เพื่อศึกษาการขึ้น – ตกและตำแหน่งของดวงอาทิตย์และการปรากฏของกลุ่มดาว ณ วันใด ๆ ในรอบปีได้ เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์อาทิตย์ครบ 1 รอบ คนบนโลกโคจรรอบจะเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ปรากฏผ่านกลุ่มดาวฤกษ์ในจักราศี ทั้ง 12 กลุ่มดังได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งโดยเฉลี่ยดวงอาทิตย์จะใช้เวลาประมาณ 1 เดือนปรากฏเคลื่อนที่ในกลุ่มดาวแต่ละราศี

ตำแหน่งปรากฏของดวงอาทิตย์บนกลุ่มดาวในจักราศี จะสอดคล้องกับชื่อเดือนทั้ง 12 เดือนที่มนุษย์ได้กำหนดขึ้นตั้งแต่ยุคโบราณ เช่น ดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่บนกลุ่มดาวราศีตุลย์ในช่วงราวเดือนตุลาคม และในช่วงเดือนดังกล่าวนี้ กลุ่มดาวในจักราศีที่ปรากฏบนท้องฟ้าหลังดวงอาทิตย์ตกลับขอบฟ้าในตอนหัวค่ำ ก็จะเป็นกลุ่มดาวราศีพิจิก ธนู มังกร กุมภ์ มีน และ เมษ ตามลำดับจากทิศตะวัตตกต่อเนื่องไปทางทิศตะวันออก ดังนั้นตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ในรอบปี ฤดูกาลและกลุ่มดาวที่ปรากฏบนท้องฟ้าจึงมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ซึ่งจากข้อสรุปดังกล่าวนักเรียนอาจลองสังเกตการณ์และวิเคราะห์ประเด็นต่าง ๆ ต่อไปนี้

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 6 กลุ่มดาวฤกษ์ในจักราศีและตำแหน่งปรากฏของดวงอาทิตย์บนกลุ่มดาว เมื่อมองจากโลก

1. ให้สังเกตกลุ่มดาวในจักราศีที่ปรากฏบนท้องฟ้าหลังจากดวงอาทิตย์ตกลับขอบฟ้าแล้วในตอนหัวค่ำ แล้วลองวิเคราะห์ว่า ดวงอาทิตย์ควรปรากฏอยู่ในกลุ่มดาวในจักราศีใดและราศีดังกล่าวสัมพันธ์กับเดือนที่สังเกตการณ์อย่างไร
2. ให้สังเกตความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มดาวในจักราศี ตำแหน่งการขึ้น – ตกของดวงอาทิตย์ โดยอาจสังเกตการณ์จริงหรือศึกษาจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น The Sky, Starry Night เป็นต้น
3. ฤดูกาล สัมพันธ์กับตำแหน่งปรากฏของดวงอาทิตย์บนกลุ่มดาวในจักราศีอย่างไร
4. ถ้าดูดาวตั้งแต่หัวค่ำ จนถึงเช้ามืด เราจะเห็นกลุ่มดาวจักราศีทั้ง 12 กลุ่มหรือไม่ เพราะเหตุใด
5. คนบนโลกเห็นดวงจันทร์และดาวเคราะห์ต่าง ๆ เคลื่อนที่ปรากฏผ่านกลุ่มดาวจักราศีด้วยหรือไม่ เพราะเหตุใด
6. ลองคิดดูว่า คนสมัยโบราณคิดระบบปฏิทินขึ้นมาอย่างไร และมนุษย์มีความจำเป็นอย่างไรที่จะต้องใช้ปฏิทิน

กิจกรรมที่ 3 :การกำหนดทิศเหนือ – ใต้ ตะวันออก – ตะวันตก โดยการสังเกตเงาของดวงอาทิตย์
ศาสนสถานและกำแพงเมืองโบราณหลายแห่งในโลก รวมทั้งในประเทศไทยด้วย พบว่ามีการวางตัวในแนวทิศที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแนวทิศเหนือ – ใต้ ตะวันออก – ตะวันตก เชื่อว่าได้รับอิทธิพลจากศาสนาและอารยธรรมของแต่ละพื้นที่ ตัวอย่างที่ยังหลงเหลือให้เราสังเกตได้อยู่ในเมืองไทย ได้แก่วัดและกำแพงเมืองโบราณหลายแห่ง อาทิกำแพงเมืองเชียงใหม่
พิจารณาดูคูเมืองและแนวกำแพงเมืองเชียงใหม่จากภาพถ่ายทางอากาศ  พบว่าคูเมืองและแนวกำแพงเมืองเชียงใหม่เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส  มีด้านคู่ขนานแต่ละคู่ชี้ไปทางทิศเหนือ – ใต้  ตะวันออก – ตะวันตก ซึ่งการวางทิศทางเพื่อก่อสร้างกำแพงเมืองเชียงใหม่เมื่อ 700 ปีที่แล้ว เชื่อว่าได้รับอิทธิพลของพราหมณ์ไศวนิกาย ผสมกับพุทธศาสนาทั้งมหายานและหินยาน แนวความคิดด้านจักรวาลวิทยาตามความเชื่อของศาสนาดังกล่าว เชื่อว่าโลกแบนเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสลอยอยู่บนน้ำ โดยมีเขาพระสุเมรุเป็นแกนของโลก และจักรวาล สี่เหลี่ยมจัตุรัสดังกล่าวนี้ ด้านคู่ขนานคู่หนึ่งชี้ไปทางทิศเหนือ – ใต้ และด้านคู่ขนานอีกคู่หนึ่งชี้ไปทางตะวันออก-ตก

คำถามที่น่าสนใจมีอยู่ว่า  ชาวล้านนา  เมื่อ  700  ปีที่แล้วใช้เครื่องมือและวิธีการอะไรในการกำหนดทิศเหนือ – ใต้  ตะวันออก – ตะวันตก  ในการวางทิศทางเพื่อก่อสร้างกำแพงเมืองเชียงใหม่  เมื่อศึกษาการวางผังเมือง  เพื่อสร้างเมืองหลวงของชุมชนโบราณแถบสุวรรณภูมิ (ลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา  ลุ่มแม่น้ำสาละวินและลุ่มแม่น้ำโขง)  ที่ได้รับอิทธิพลจากศาสนาพราหมณ์  พบว่ากำแพงเมืองและคูเมืองมักเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส  วางตัวในแนวทิศเหนือ – ใต้และทิศตะวันออก – ตะวันตก  โดยมี เสาหลักเมือง หรือ เจดีย์ขนาดใหญ่
ตั้งอยู่ใจกลางเมือง เช่น เมืองเชียงใหม่มีวัดเจดีย์หลวงตั้งอยู่กลางใจเมืองแทนสัญลักษณ์ของเขาพระสุเมรุ เป็นต้น  ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่า  คนโบราณใช้เงาขางเสาหลักเมืองหรือเจดีย์ขนาดใหญ่ดังกล่าว  เป็นเครื่องมือในการวางแนวทิศเหนือ – ใต้และทิศตะวันออก – ตะวันตก

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 7 วัดเจดีย์หลวง จังหวัดเชียงใหม่ สัญลักษณ์ เขาพระสุเมรุ

3.1 การทดลองหาแนวเหนือ – ใต้ โดยการสังเกตเงาของดวงอาทิตย์
เราอาจทดลองเพื่อหาแนวเหนือ – ใต้ ณ ตำแหน่งใด ๆ โดยการสังเกตเงาของดวงอาทิตย์ได้ ดังต่อไปนี้
1. ปักแท่งไม้ตรงให้อยู่ในแนวดิ่ง บนพื้นราบ ซึ่งเราอาจทดสอบแนวดิ่งของไม้ได้โดยใช้เชือกที่ถ่วงน้ำหนัก (เช่นผูกกับก้อนหิน) แทนลูกดิ่ง
2. ทำเครื่องหมายที่ปลายเงาของแท่งไม้ตรง ในช่วง 2 – 3 ชั่วโมงก่อนเที่ยงแล้วลากโค้งวงกลม ให้มีรัศมีเท่ากับระยะจากแท่งไม้ถึงปลายเงาตามพื้นราบ
3. หลังเที่ยงประมาณ 2 – 3 ชั่วโมง  ให้ทำเครื่องหมายที่ปลายเงาของแท่งไม้ตรงที่แตะกับโค้งวงกลมอีกครั้งพอดี
4. แบ่งครึ่งมุมระหว่างเครื่องหมายที่ทำไว้ในข้อ 2 และ 3 เส้นแบ่งครึ่งมุมดังกล่าวจะชี้ในแนวเหนือ – ใต้

นอกจากนี้เรายังอาจหาแนวเหนือ – ใต้  ณ  ตำแหน่งใด ๆ  ได้โดยกางสังเกตเงาที่สั้นที่สุดของแท่งไม้ตรง  และให้อธิบายเหตุผลเพื่อสนับสนุนความจริงดังกล่าวนี้ด้วย
จากแนวเหนือ – ใต้  ที่วัดได้จากการทดลองหรือสังเกตเงาของแท่งไม้ตรง    ลองคิดดูว่า  เราจะหาแนวตะวันออก – ตะวันตก  ได้อย่างไร  และให้ลองวิเคราะห์ว่า  คนโบราณสามารถสร้างกำแพงเมืองรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีแนวกำแพงเมืองชี้ในแนวเหนือ – ใต้  ตะวันออก – ตะวันตกได้อย่างไร
3.2 การสร้างนาฬิกาแดด
จากแนวคิดเกี่ยวกับการทอดเงาของอาทิตย์เพื่อกำหนดทิศทาง เราอาจใช้หลักการดังกล่าวเพื่อกำหนดเวลาได้อีกด้วย อุปกรณ์ที่สามารถบอกเวลาโดยใช้หลักการทอดเงาของดวงอาทิตย์ เรียกว่า “นาฬิกาแดด” ซึ่งอาจสร้างได้ง่าย ๆ ดังนี้

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 8 วงกลมที่ถูกแบ่งเป็น 24 ส่วนเท่ากันบนกระดาษแข็งที่พับครึ่ง

1.  ตัดกระดาษแข็งเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด  10 x 22  เซนติเมตรแล้วพับครึ่ง
2.  สร้างวงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง  8  เซนติเมตรลงบนกระดาษแข็งที่พับไว้ดังกล่าว  ด้านหนึ่ง  แล้วแบ่งวงกลมดังกล่าวให้ได้  24  ส่วนเท่ากัน  ดังแสดงในภาพที่  8

www.astroschool.in.th

ภาพที่ 9 การจัดมุมของแผ่นกระดาษแข็งที่พับครึ่งและการวางแนวทิศของนาฬิกาแดด

3. เจาะรูตรงกลางวงกลม  แล้วเอาหลอดเสียบเอาไว้ให้แน่นพอดี  ปรับมุมของกระดาษแข็งที่พับไว้  ให้เหมาะสมโดยใช้มุมระหว่างแนวหลอดกับแผ่นกระดาษแข็งส่วนที่วางราบกับพื้น  มีค่าเท่ากับมุมของละติจูด  ณ  ตำแหน่งที่ทดลอง  (เช่นที่เชียงใหม่มีละติจูดประมาณ  18.5  องศา  เป็นต้น)  ดังแสดงในภาพที่  9  เป็นนาฬิกาแดด

 


หน้าแรก