圭表与日晷是古人以日影定节气、定时刻的两种仪器。圭表平卧,由直立的表与南北向的圭组成,量正午表影的长短以定冬至、夏至与一年之数。日晷以晷针投影于晷面,随日行而移,用以读时,常见的有赤道式与地平式两类。二者皆属天文观测与授时之器,今日多见于天文史著述、博物馆陈列与科普展示。
圭表之制,是一直立之表与一平卧之圭的组合。表立于圭的南端,垂直于地面;圭为长尺,南北向平铺,上刻尺度。每日正午量取表影落在圭上的长度,影最长者为冬至,最短者为夏至,两次最长之间即为一年,故圭表所测者首在节气与年长,而非一日之时刻。相传周公于阳城测影,后世历代皆置有测影之所,表高由八尺增至元代的四丈,圭亦随之加长,以提高读数之精。日晷则用以读时:晷针平行于地轴,晷面与赤道面平行者为赤道式;晷面平置、针斜指天极者为地平式。针影随太阳移动而扫过晷面刻度,观者按影所在读其时刻。晷面刻度有一日百刻与十二时辰两种,明清以来又常标注节气线,用以同时读出日长之变。
圭表之用,在于历法。历代改历,必先测影,以定冬至之日与一年之数,故测影是国家层面的事,由司天之官执掌,于观象台或测景台进行,民间不得私习天文,亦无需自备此器。日晷之用则在授时:宫中、衙署、寺观与书院的庭前常设日晷,与钟鼓楼、更漏相参,供人核对晷刻。乡间亦有用简易日晷者,或以石为面、以木为针,或以墙为面画刻,供农人估量时辰,不必精确到刻。日晷与漏刻常相配合使用,阴雨天与夜间则改用漏刻,故有晴天看日、雨天看漏的说法。至于民间通书中的历注宜忌,属择日之俗的范畴,此处只作现象记录,不作预测判断。
以影定时,是最朴素也最可靠的一种观测:影由日光而生,影的长短方向皆随天体运行而变,人只需立一表、画一度,便能把时间读出来,不须借助繁复的机械。圭表所测的年与节气,直接关系到农事的安排与赋役的起算,故其在古人心中的分量,不止于一件器物,而是历法得以成立的依据。日晷把一日分为可数的刻度,使公共生活有了共同参照,集市的开闭、官署的作息、书院的讲学皆可据此为准。日晷常置于庭前显要之处,其上多刻铭文、卦爻与方位字样,既是器具,也是一种陈设。以日影定时的方法,其原理在各地各自独立地被发现,属于人类共同的天文观测经验。
近代以来,机械钟表与标准时间的推行,使日晷退出实用授时,圭表亦不再用于测影定历,观测由现代天文仪器与计算方法取代。二者的实物大量保存下来:登封的测景台、北京古观象台的圭表与日晷,皆成为重要的天文史遗迹;各地博物馆与科技馆亦常陈列复原的圭表与赤道式日晷,作为科普展示。今日的日晷多见于校园、广场与景区的景观装置,有的可实地读时,有的仅作象征,其刻度与针角多按当地纬度定制。中小学的天文与科学课程中,立竿测影是常用的实践活动,学生以竹竿量影,复演古人定节气的方法。日晷与圭表由此从测时之器转为认识天文史的一种教具。
圭表与日晷旧为国家测影定历与庭前核对晷刻之器,由司天之官与官署执掌;今退出实用授时,入博物馆与科技馆陈列,亦作校园立竿测影的实践教具。变的只是用处,以影定时的原理仍是旧的。凡此皆属观测与计时方法的历史记录,不作预测判断。
| 1 | 天文民俗 |
|---|---|
| 2 | 日晷;圭表;测影 |
| 3 | 测影读时 |
| 4 | 表圭晷针 |
| 5 | 天文遗迹 |
| 6 | 观象台研学 |
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