圭表儀による観測研究の成果を史跡の保護に生かす－7－

圭表儀による観測研究の成果を史跡の保護に生かす～会津藩校日新館天文台跡と丘中学校科学部天文班の活動～
宮下和久（塩尻市立丘中学校）
1. はじめに福島県の会津藩校日新館天文台跡が初の日本天文遺産に登録された。この天文台で江戸時代に観測に使われていた圭表儀を復元させる活動が、同遺跡の保護推進プロジェクトの人々により始められている。丘中学校科学部
では過去６年間の圭表儀による観測の経験を活かし、製作や観測の仕方、データの活用等の情報を、イベントでの発表や研究物などを通して伝えることにより、同プロジェクトを図1

圭表儀が描かれた 日新館志巻之二支援してきた。その一連の活動を通しての生徒たちが得た「学び」について発表する。

遺跡の価値を伝えるのに好適と考えた薄氏らは、圭表儀の復元を行いたいと希望したが、圭表儀の観測目的や観測法、作り方などにつ2. 圭表儀とは圭表儀は江戸時代頃まで、中国や日本などいての情報が少なかったことから、圭表儀にで暦づくりのための観測に用いられた器具で詳しい人を求めて大学や博物館などに問い合ある。地面に垂直に立てた柱（表）と、そのわせをしていた。その中で見つけたのが、丘影の長さを測る水平版（圭）よりなる。改暦

中学校科学部の活動であった。

時にはこれを使って太陽の南中高度の変化を継続的に観測して、当時の暦の元期とされた冬至の日時を正確に求めていた。

3.2

天文班による圭表儀の作製と観測丘中学校科学部天文班の生徒たちは、2013年からこれまで、太陽の影の位置を測る装置

3. 活動の経緯を工夫して製作し、一日の影の動きや太陽の3.1南中高度の観測を継続して行ってきた。その日新館天文台跡保護推進プロジェクト

中で 2015 年には均時差の観測から地球の公による圭表儀復元の計画
会津若松市にある会津藩校日新館の天文台転速度が変化していること（ケプラーの第二跡は、日本に唯一残された江戸時代の観測施法則）を独自に見つけ出した。また、その補設であり、その価値を広く知らしめ、後世に助観測のために 2014 年に自作した圭表儀は、伝えるために、日本天文遺産への登録を目指独自の仕組みや工夫を持ち、高い精度での観して保護推進プロジェクト（以下プロジェク測が可能で、その観測結果から地球の軌道のトと略記）が同市の薄謙一氏を中心に立ち上離心率を精度よく求めることに成功していたげられた。その活動の過程で、天文台が描か（2017 年）。

れた古文書が見つかり、そこに圭表儀と思われる器具の姿が遠景ではあるが描かれていた。 3.3

プロジェクトからの依頼を受けて天文教育 2019 年 7 月号（Vol.31 No.4）

－8－■ 特集：中部地区天文教育研究集会 in 志賀高原■

保護推進プロジェクトの薄氏より、情報提陽の視直径を測るための補助観測（太陽の赤供依頼のメールが科学部顧問である筆者に届緯）を求めることを目的に作られたものであいたのは 2017 年が明けたばかりの頃であっる。表と圭の部分は、渋川春海の作とされるた。薄氏のメールに書かれていた質問事項は小型の圭表儀の図を参考にしており、表と圭次の 3 つである。

が一体構造となっていた。その 4 倍もの大き1）圭表儀による観測の目的は何か。

さの圭表儀を、どのように作り、設置し、使

2）どのように観測するのか。

ったのか、については、自分たちの経験から

3）どのような仕組みでどのように作ればよ説明することはできなかった。大きな圭表儀いのか。

を作れば、精度は高くなると期待されたことこれを受けて科学部の生徒たちは、自分たもあり、生徒の中に八尺の圭表儀づくりに挑ちの活動を元に、次のように回答をまとめた。

戦してみたいという気持ちが高まった。

1）は、当時の暦の基準点である冬至の日時を求めるため。2）は、景符を使って鮮明に3.6組み立て・分解を可能にする設計するなどの日ごろの観測の手順そのものであ圭表儀づくりは、それまで日時計型圭表儀る。しかし、古文書の絵から想像されるようで南中時刻を求める観測を続けていた A 生をな大型の圭表儀では、小型圭表儀よりも製作

中 心 に、 班 員総 が か り で 進 め ら れ た 。 高 さや観測は格段に難しくなると考えられた。ま

2.4m 長さ 4.3m の圭表儀を収める場所はなく、ず日新館の圭表儀のサイズを知る必要があっいくつかのパーツに分けて作製し、使用するた。

たびに組み立てることにした。設計の段階で
A 生は「長さ 1.8m の板材で作ったパーツを3.4組み立てて 4.3m の圭にする」という難問に圭表儀のサイズ生徒たちは、古文書に描かれた図から「表」取り組んだ。悩んだ末に A 生が描いたのは、と呼ばれる縦の柱の高さを割り出すことにし箱型構造の内側の角に 4 本の角材を取り付け、た。描かれた天文「台」の高さを基準としてそれをガイドにして次の「箱」を継ぐ、とい生徒たちが比例配分で求めた結果、約 2.4mうアイデアスケッチであった。早速試作して（八尺）という値が得られた。
「八尺」は日本みたところ、角材をヤスリがけすると滑るよで古来より使われてきた圭表儀の標準サイズうに組み立てられることがわかり、試作品をである。概略図ともいうべき古文書の図ではそのまま完成品とすることができたほど優れあるが、おそらく何倍にも誇張されて描かれた仕組みだった。この構造は家具の箪笥などてはいないであろうと考えられた。またスコを重ねる部分で使われている技術であるが、ップの柄のような伝統的な姿も、「八尺」を裏A 生は独自にこの仕組みにたどり着いたので付けていると考えられた。

ある。

3.5

八尺の圭表儀をつくる

丘中学校科学部では表の高さ 60cm（二尺）の圭表儀で観測を続けてきた。これは 2013
年に生徒たちがアイデアを出し合いながら作った日時計型圭表儀ともいえる装置の特徴を引き継いだ構造を持ち、小望遠鏡を用いて太図2

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圭の部品の接合部

圭表儀による観測研究の成果を史跡の保護に生かす

これにより、生徒たちが工夫して作製して3.8－9－観測結果

きた小型圭表儀の構造をそのまま応用するこ

天文班では、上記(2)項で述べたように、地とが可能となり、いくつものパーツを正確に球の公転を離心円と仮定し、与えられた離心つくる、という苦労を経ながらも、約 4 か月率から公転速度を一定とした場合の黄経や、をかけて八尺の圭表儀は完成した。

太陽の赤緯を求める式を作った（2016 年）。
この式を用いて求めた離心率を更に検証する

3.7

圭表儀による観測ために、圭表儀の観測が続けられてきていた完成した圭表儀を使って早速観測が行われのである。過去 5 年間の圭表儀の観測結果かた。運搬と組み立ては 4～5 人の生徒で行う

ら式の計算結果を引き算して得た残差を図 4が、習熟するにつれて 5 分以内で組み立てるに示す。小型の圭表儀の観測では値のばらつことができるようになった。圭の水平は、科きが大きかったが、改良がなされ、八尺の圭学部で伝統的に用いられてきたペットボトル表儀が登場するに及んで、波型をした系統的を用いた連通管式の水準器を用いて行なう。

な「ずれ」が浮かび上がってきた。これは公また、組み立てにより毎回「梁」と呼ばれる転速度が一定ではないことの証拠であるとし棒の位置が圭に対して「ずれる」可能性があて、生徒たちはその研究結果をジュニアセッることから、毎回の観測後に下げ振りを使っションで発表した（2018 年、2019 年[1]）。て調べることにした。重錘を降ろす生徒と、その揺れを止めながら位置を記録する生徒の息が合っていなければならない。これらの観測をとおして班員のチームワークが高まった
ことも、八尺の圭表儀を用いての観測の大きな成果であった。
丘中科学部の観測法は、必要に応じて生徒がアイデアを出し、積み上げてきたものである。後に、寛政暦書を読む機会があったので比較してみると、
図 3 横梁の真下の点を求める

観測全体の流れがほぼ同じであることが分かった。
「自分たちの実際の観測を元に江戸時代の観測をその手法まで含めて検証・復元する。」というのが、2016 年からの新たなテーマであったが、それについての見通しやヒントも八尺の圭表儀の活動から掴むことができた。これについては稿を改めて報告する予定である。

図 4 公転速度一定と考えた計算値と観測値との差 [1]3.9会津若松での発表

八尺の圭表儀が完成し、観測も順調に始まったところで、その情報をどのように伝えたらよいかを薄氏に相談したところ、「 日新館天文台跡保護のためのイベント（ふくしま星と宇宙の博覧会，2017 年 7 月 23 日）を開催するので、そこで発表してほしい。」との要請を受けた。丘中学校の同窓会から補助をいただ
き、発表に出かけることになった。45 分という、中学生にとってはたいへん長い発表時間を割り当てていただいたが、それは生徒たちにとって圭表儀の製作にも勝る難題だった。
顧問からの提案で、歴代の先輩たちが作ったプレゼンソフトのスライドを印刷し、順序良

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く整理して並べ、そこに発表文を考えて付箋■

次のようなものであった。に書いて貼り、それをつなげて文章をまとめ「住宅のすぐそばに目立たずひっそりと建ていった。またそれを、項目ごとに分担を決っていた。登ってみると、当時ここで観測をめて発表することになった。このようにしてしていた人の気持ちがわかるようだった。唯

準備を整え、「貴重な天文遺産を保護し、未来一残っている江戸時代の日本の天文台が、誰に残したい」という目標を確認しあって、会にも気に留められない感じで、このままだと津若松に出かけた。

おそらくなくなってしまうのではないかと悲大勢の地元の方をお迎えしての発表だった

しく感じた。（3 年女子）」

が、生徒たちが「自分の言葉」を使って丁寧「今は三分の一しか残っていないが、そこに発表したことや、組み立ての実演も見ていで観測をしていたと思うと、この遺跡が『まただいたことから、訪れた人に大変好評で、だ生きている』と感じられた。（2 年男子）」

生徒たちも達成感を持つことができた。このこの活動を通して生徒たちは、自分たちの時 の よ う す を国 立 天 文 台 の 渡 部 潤 一 先 生 が

「考える」
「作る」
「観測する」活動を通して、「月刊星ナビ」[2]や長野県の地方情報誌「地単に話を聞いたり見学をしたり、ということ域文化」[3]で紹介してくださった。

だけでは得られない、遺跡に残されているで発表の後、生徒たちは日新館天文台跡も見あろう「人の営みと思い」を感じとる、とい学した。そして、一部が削られてしまっていう、より深い学習をすることができたと考えるようすに驚き、遺跡保護の厳しさや難しさられる。貴重な学習の機会を与えてくださっという「現実」に向き合うことになった。

た日新館天文台跡保護推進プロジェクトの皆様に感謝申し上げる。
最後に、会津若松での発表で天文班班長が語った結びの言葉をもって、本稿のまとめに代える。
「この圭表儀には、私たち丘中学校科学部の歩みの全てがつまっています。日新館天文台の圭表儀にも、会津藩の人たちのいろいろな思いが込められていたにちがいありません。
圭表儀が無事復元されることをお祈りしなが

図5

発表の中で圭表儀を組み立てる天文班の生徒たちら、私たちの発表を終わらせていただきます。
ご清聴ありがとうございました。」

4. 活動を通して生徒たちが得たもの

文

献

この一連の活動を通して、生徒たちは様々[1] 安 慶 名 琉 ら (2018), 長 田 琉 斗 ら (2019),なことを学ぶことができた。一つは、設計・日本天文学会ジュニアセッション予稿集製作・発表文づくりなど、目標に向けて地道[2] 月刊星ナビ, 2017 年 9 月号, アストロアに粘り強く努力することで、成果や達成感を得たことであり、そのいくつかは上記の文中にて述べたとおりである。それらの活動の経ーツ[3] 地域文化 125 号, p20-23, 2018, 八十二文化財団

験に立って遺跡を見学した生徒たちの感想は、
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