图1：北京天坛圜丘，三层同心圆形石坛居于方形场地中央（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
北京天坛，世界现存规模最大、保存最完整的古代皇家祭天建筑群。它的核心——圜丘，是一座三层同心圆形石坛：外圈直径二十一丈，中圈十五丈，内圈九丈，整体逐层收分、层层内缩。为什么要这样设计？解开这个谜的钥匙，或许就在一个叫牛河梁的地方。
01 天坛圜丘：三层同心圆之谜
图2：天坛圜丘中圈，直径15丈（约39.31米）（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
明清皇家祭天，用三层圆形高坛；而五千多年前，在遥远的辽西，红山先民已经用石块垒起了三重圆形祭坛。三层同心圆，一头连着北京的天坛，一头连着牛河梁的山冈——这中间，横亘着五千年的时光。
02 1984年：山冈上的"三号冢"
图3：考古队员在山冈最高处的泥土石块间作业（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
1984年，牛河梁第二地点的考古发掘意外揭开了一个尘封五千年的秘密。山冈最高处，一座圆形建筑与周边的积石冢紧密相依。考古队员最初判断，这也是一座普通的积石冢，编号"三号冢"。
图4：保护展厅内的石砌遗迹（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
辽宁省文物考古研究院名誉院长郭大顺回忆："一开始发现以后，不知道它是祭坛，是和那些冢排在一起的，一号冢、二号冢，它叫三号冢。后来我们觉得它特殊嘛，就解剖了四分之一。"
图5：郭大顺谈"解剖了四分之一"（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
解剖的结果出乎所有人意料——它的底下，没有墓葬。
03 1310根石柱：三重圜坛的真容
图6：石柱砌成三个同心圆，暮色中静静矗立（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
经过1984年和1991年的两次发掘，这座神秘建筑的真容逐渐显现：它由1310根立置石柱砌成三个同心圆，每一重圆都是一层台阶，从边缘向中心层层抬高，高差在0.3到0.5米之间，形成规整的三层圜丘。
图7：旷野中的三层圜丘遗迹全景（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
考古人员排除了积石冢的可能性，将其定型为——祭坛。
04 他山之石：五十公里外的石料
图8：郭大顺谈祭坛选料与积石冢不同（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
"选料，和旁边的积石冢不一样。积石冢是以石灰岩为主，这个是玄武岩质的柱状体，砌法上也不一样，所以两者差别还是挺大的。"
图9：泛着棕红色的安山岩柱特写（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
这座建筑所用的石柱，是泛着棕红色的安山岩。这种石头最近的产地，在直线距离五十公里外的建平县沙海镇。红山人为何不就地取材，而非要取"他山之石"？这份执着，或许正说明这座建筑在他们心中的分量。
05 无底筒形器：紧贴石柱的"通神之器"
图10：紧贴石柱摆放的一排筒形器，彩面朝外（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
与石柱紧贴的，是一排无底中空的筒形器，摆放极为讲究：彩绘的一面朝外，素面朝内，与两侧积石冢的白色形成了鲜明的对比。这些无底的筒形器上下贯通，是通神者灵魂通道的象征。
06 冯时：三重圆对应两分两至
图11：牛河梁遗址第二地点祭坛遗迹（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
当天文考古学家冯时俯视这座建筑时，瞬间被震撼了："这个红山文化的三重祭坛，首先给我感觉到的，它是中国古代上古时代的一个礼制性的建筑。"
图12：祭坛环形轮廓俯瞰（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
冯时发现，牛河梁祭坛的三个同心圆，竟然精准对应着太阳在不同季节的运行轨迹。
图13：中国社会科学院学部委员、天文考古学家冯时（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
"如果我们去观测两分两至的太阳日行轨迹，就会发现，它在天上可以规划出三个同心圆。夏至这一天，太阳从东方最北边升起，绕行周天之后，从西方最北边落下，在天上画出一个圆弧；冬至，太阳从东方最南边升起、西方最南边落下，也画出一个圆弧；春分和秋分，太阳从正东升起、正西落下，同样画出一个圆弧。"
图14：夏至与冬至的太阳运行轨迹标注（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
观测两分两至的太阳运动轨迹，人们就可以在天上画出三个同心圆——而红山人，把这三个同心圆，用1310根石柱砌在了牛河梁的山冈上。
07 数据密码：与《周髀算经》完全一致
图15：三重圜坛直径标注，由内而外11米、15.6米、22米（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
牛河梁第二地点三重圜坛的直径，由内而外分别是11米、15.6米、22米。而外圆与内圆直径的比值，恰巧与古代数学典籍《周髀算经》记载的数据完全一致。
图16：《周髀算经》古籍（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
"《周髀算经》里就记载着：冬至的日道，是夏至日道的两倍。这难道是一个偶然的巧合吗？不是，一定是一个知识的有序的传承的结果。而这个圆，我们今天就在牛河梁看到了。"
图17：冯时谈《周髀算经》的记载（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
这座三重同心圆祭坛，是目前在中国发现的最早的三重圆祭坛。
08 圆出于方：五千年前的几何智慧
图18：保护展厅内的祭坛石砌遗迹与"祭坛"标识（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
《周髀算经》中有一句话："圆出于方，方出于矩。"红山人可能就是如此实践：画圆不够美观，就先拿石头块拼出一个正方形；在正方形里面，以边长为直径拼出内接圆；再以正方形的对角线为直径拼出外接圆。这样两个圆的直径之比，恰好是正方形的对角线比边长——根号二。
09 2025年新发现：高台上的北斗七星
图19：第一地点考古探方俯视（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
2025年，牛河梁联合考古队在第一地点又有了一个惊人的发现。第一地点是整个牛河梁遗址群九座台基的所在，在七号台基的北部，考古人员发现了特殊的"红烧土坑"——这些红烧土块，是从其他地方搬运过来填充到坑里的。
图20：第一地点高空俯瞰，白色线圈标记考古区域（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
这样的坑，一共发现了七座。这七个坑的特殊之处在于平面布局——把它们落到图上之后，考古人员发现，它和北斗七星的形状非常非常近似。
图21：夜空中的北斗七星（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
七座土坑的排布，几乎完美对应北斗七星。或许这是五千多年前，红山先民把天上的七星复刻在牛河梁的高台之上，成为另外一个"祭坛"。
图22：石墙上的光斑对应北斗七星（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
"如果它就是北斗七星的话，那么这就非常重要。它反映的是红山人整个的宇宙观，他对天象、对天文现象的一种观测。"而第二地点的三重圜坛，同样是上古天象的地面复刻——它对应太阳两分两至的运行轨迹。
在中国古代，北斗七星代表着四季：春生、夏长、秋收、冬藏，都是随北斗指向而来临的。战国时期《鹖冠子》写道："斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。"
10 农业革命：粟黍撑起的红山社会
图23：显微镜下的炭化粟黍（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
红山人为何要把日月星辰刻画在山岗上？为何如此虔诚地祭祀上天？答案，藏在红山社会的农业经济中。
红山文化地处西辽河流域，这里诞生了中国最早的旱作农业。考古人员在内蒙古赤峰市敖汉旗发现的1500余粒粟和黍，是当时世界上发现最早的、已经人工驯化的农作物。以种植黍粟为主的旱作农业系统，在距今8000年左右的兴隆洼文化时期已经形成，到红山文化时期日益成熟。
图24：科研人员对马鞍桥山遗址样本进行同位素检测（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
2025年，中国社会科学院考古研究所的专家对辽宁马鞍桥山红山文化早期遗址进行了同位素检测。如果碳同位素值偏向负千分之六左右，就说明人或动物的食物基本来自碳四类食物——在中国北方，高大的乔木是碳三植物，而低矮的草本植物属于碳四类，其中最典型的就是粟和黍。检测结果表明，马鞍桥山遗址这四个个体所代表的人群，食物中大概80%来自以粟黍为主的农业食物。
图25：西辽河流域史前文化遗址分布示意（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
考古发现还表明，在西辽河流域，兴隆洼文化和赵宝沟文化的遗址数量分别各仅有一百处左右；而之后的红山文化，遗址数量已超过一千处。遗址数量的增加，意味着人口呈现几何级的增长——这种增长，与红山社会的分化、农业经济模式有着重要的关系。
在此之前，这里的先民依靠狩猎采集为生，冬季猎物冬眠、果实匮乏，常常面临饥饿的威胁。而农业的出现，丰富了食物来源；谷物便于储存，能在青黄不接时保障供应。
11 观象授时：天文学的诞生
图26：冯时谈长江下游义乌桥头遗址的太阳纹陶器（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
但农业生产有一个严苛的前提——精准掌握农时。"你不解决农时，就不知道什么时候播种；错过了农时，就可能没有收成，一年叫绝收。绝收在上古社会，就会直接威胁到族群的生存。"
四季分明的西辽河流域，播种的最佳时间一年只有短短几天。误了农时，就可能颗粒无收——对史前先民来说，这甚至意味着灭顶之灾。
图27：冯时谈河姆渡"双鸟驮日"（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
古人解决农时问题的方法只有一个——仰观天象，天文学就此发展起来。"地载万物，要靠天垂象，要靠人们对天的观测来决定时间。取财于地，取法于天。"
大约在距今9000年前，长江下游的义乌桥头遗址出土的陶器表面，用白彩画出太阳的形象；8000年前的杭州萧山跨湖桥遗址，太阳形象更加具象；7000年前的河姆渡，出现"双鸟驮日"——这是最早的太阳观测与太阳信仰。随着观测天象、解读天意的权力逐渐集中到少数人手中，红山社会的精英阶层诞生了，他们掌握着天文知识，形成了"天"的概念。而积石冢里埋葬的，正是这些掌握通神权力的红山贵族。
12 燎祭：烟火通天的祭天仪式
图28：祭天仪式场景复原：先民走向燃起篝火的祭坛（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
红山先民坚信，有一个神秘强大的天神（即卜辞、尚书中所记载的"皇天""昊天"）在支配着身边的世界——他们祭的不是一个自然的天，而是一个有感情、有好恶的、人格化的天。
红山先民是怎样祭天的？《礼记·祭法》记载："燔柴于泰坛，祭天也。"后世称之为燎祭。天神在上，非燔柴不足以达之——把贡品、心意烧掉，那香气与气息就会飘上去，让天上的天神收到。
图29：无底中空的筒形器，"通神者灵魂通道"的象征（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
根据牛河梁的发现，我们尝试还原了那场震撼的祭天仪式：掌握神权的红山贵族，焚烧柴薪、玉器和动物牺牲；祭坛上的无底筒形器上下贯通，是通神者灵魂通道的象征；燎祭的烟雾缓缓升起、飘向天空，带着族群的祈求，去获取上苍的护佑。
《周易》说："观乎天文，以察时变；观乎人文，以化成天下。"红山人正是通过对宇宙、对天象、对星象的观测，形成了最初的宇宙观——这套宇宙观，对后来的文明形成、人文演化，有着巨大作用。红山先民向苍天献祭，祈求五谷丰登、风调雨顺。
13 五千年传承：从牛河梁到北京天坛
图30：北京天坛祈年殿，三层圆形攒尖顶（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
从全国的考古发现来看：商周时期，陕西发现有这种圆形的坛；到秦汉时期，也发现有圆形的祭坛；一直到我们耳熟能详的北京天坛——用圆形的坛来祭天，这是从古礼上一直传承下来的。
图31：冯时谈三层同心圆蕴含的"三元"思想（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
"今天明清两代的圜丘就在北京，三层坛、三个同心圆；天坛的祈年殿，那个顶也是三个同心圆；祈年殿下的三层台基，还是三个同心圆。这三个同心圆体现出来的知识和思想，就是中国文献里边讲到的'三元'。这个思想，我们今天居然在牛河梁发现了——它在5500年到5700年之前，就已经相当成熟了。而且这套思想知识体系，经过了五千年的传承，到明清两代仍然还继承着。"
14 第十三地点："东方金字塔"的新答案
图32：第十三地点考古发掘现场（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
第十三地点，以往大家都叫它"东方金字塔"。这座巨大的圆形土丘发现于上世纪八十年代，它到底是一座大型祭祀冢，还是一座祭祀建筑？当时人们难以做出明确的判断，于是将它命名为牛河梁第十三地点。近两年，考古人员重新启动了对第十三地点的发掘。
图33：第十三地点堆积的石块（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
经过一年的工作，考古人员初步摸清了它的结构：第十三地点由积石基础、包砌石墙、中心堆土和外围堆土构成，整体是人工堆砌的一个大型圆形土丘。通过发掘，考古人员还排除了整个大型土石建筑之内有墓葬的情况。
图34：考古人员在坐标纸上绘制第十三地点结构图（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
"初步判断它还是一个大型的祭坛。因为相比于第二地点——第二地点是在众多个积石冢当中有一个三重圆环的祭坛——它有一定的区别。它可能是对整个牛河梁遗址服务的一个大型的祭坛。"
图35：第十三地点航拍发掘现场（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
在距离第二地点三公里外的地方，红山人为何又建筑起一座巨型祭坛？它是用来祭拜什么的呢？
尾声 未完待续
图36：牛河梁遗址地貌，"见证了红山文明的崛起"（来源：纪录片《牛河梁》第3集画面）
五千多年的时光，掩盖了太多真相。牛河梁的祭坛，见证了红山文明的崛起，也封存着中华文明起源的密码。而牛河梁的下一个秘密，就藏在一座荒芜已久的山岗上——等待着1983年秋天的一个清晨，被彻底揭开。
牛河梁的故事，未完待续。
资料来源：纪录片《牛河梁》第3集（CCTV-9纪录频道）；文中图片为节目画面截图，仅供文化科普交流使用。整理日期：2026年9月。