圭表与景符之法

圭表；景符；量天尺

圭表以直表取影、石圭量景，是传统测天定候的仪器，又名量天尺；景符以小孔成像收聚影端，使晷影边界清晰，为元代郭守敬所创。二者相济，得冬夏二至晷影与一日午正，为推步历法之本。其制度、测算与典籍所载，于此备陈。表影量至圭面即得晷长，故又谓之量天尺，其法详见历志。

表圭之制与测影

表为直柱，植于平地以受日影；圭为量影之尺，正南北平铺以承影端。影长极而冬至，极短而夏至，长短相半为春、秋分。其制可溯至《周礼》以土圭之法测土深、正日景以求地中。汉魏灵台皆置表候景，表以铜石为之，视官守而异。表端有影射于圭，量其入圭尺寸，即得晷长，此圭表量天之本。圭面刻度分寸悉具，一影之长短可较；表影方向又可正南北，故兼为正位之器，其用至广。表影既量，则二至可定，节气可推，故圭表又为推步之据，历代灵台皆置焉。

景符之创用

表影至远，边缘晕散，量之失准。元代郭守敬作景符：取铜版中开小孔，架于圭面，日光穿孔成像于圭上，影稀微而边界分明，所量可至分厘。《元史·历志》载其法。守敬又于登封筑观星台，增高表体，以受清影，故所得晷景较古为精。景符暗合小孔成像之理，收聚日轮之光，去晷面之淆乱。自景符行，而量晷之精过于前代数等，此仪器之助，亦见古人致思之微，故《元史》称其术之善。量晷之精，至此为极，后代测影，多师其法，守敬之法，可谓善假于器矣。

四海测影与历算

测影所得，一为冬夏二至晷长，一为一日之中景长，以定午正刻漏。开元中，僧一行与南宫说等分赴白马、浚仪、扶沟、上蔡，同时测影及北极高度，证南北晷差随地里而变，破日影千里差一寸之说，为《大衍历》实测之据。元代郭守敬请设测影所二十七处，规模空前，所测晷影与极高度，为《授时历》岁实与四应之基。所测诸所，南北亘数千里，同时并测，其法可谓密矣。测影既广，则地有南北之差、晷有长短之异，皆可比较而知，此实测之规模，前所未有。

圭表之今用

今之时刻授时，以天文测时与原子钟为准，圭表已退出实用。登封观星台等遗存具在，圭表与景符之法，经科学史家考订复原，可以重演。古人以影量天、以尺定候，其器用与今日精密测时相去悬绝，而实测求是之意则一。古器虽废，其法可寻，故今日讲科学史者尤重之；观其遗制，可想见古人致思之迹，圭表之制由《周礼》土圭至景符，源流粲然可按籍而考。圭表之制，由《周礼》土圭以至于景符，源流粲然，可按籍而考。今之科学史家，尤重其器与其法，观其遗制，可想见古人致思之迹。