中国古代的计时仪器（中国古代的计时仪器-圭表和日晷）

为什么日晷可以计时中国古代的计时仪器——手表和日晷？

自从几千年前人类进入文明时期，就开始观测天上的太阳、月亮和星星，从而诞生了早期的天文学，所以天文学是人类科学中最早的学科之一。

在对太阳、月亮和星星的观测中，最引人注目的是太阳，它给地球带来了光和温度，人们早就知道了太阳的重要性。，无论在哪个早期人类文明中，太阳的位置都是更高的。

对太阳的观测已经成为所有文明中最重要的天文观测之一。由于太阳的运动规律，它成为了人们用来计时的最早的自然标准。

中国古代常用的计时仪器是表盘和日晷，都是以太阳为观测对象。表盘是最简单的，很早就出现了。根据现代考古发现，这种 在大约4000年前的陶寺遗址就已经使用了。

陶寺遗址的古天文台

，刻度是由刻度发展而来，日晷是由刻度发展而来。

手表的原型是竖立在平地上的一根柱子或一根石柱。古书中的杆、须、碑、铃(音聂)、瓦等词，都有类似的意思。在古代，人们发现物体在太阳光的照射下会投下阴影，阴影的方向和长度会随着太阳位置的变化而有规律地变化。随着人们对这一规律的熟悉，逐渐想到用竹竿或石柱作为特殊物体来观察阴影的变化。就这样，最古老的天文仪器——手表诞生了。

虽然表格的结构很简单，但它非常有用。根据桌子投下的影子的长度和方向，古人可以确定方向、节气、时间和地域等。后来从表逐渐发展出各种仪器和观测 ，包括根据中午表影长短的变化来设定节气和旧标准表，利用一天之内表影方向的变化来设定当时的日晷。

作为一种计时仪器，手表由一块手表和一把横卧在南北方向的尺子组成。横卧的尺子叫圭，与表垂直形成表。起初，计量器是分开的。人们直立起来作为标尺，然后用一种叫做图规的测量工具来测量影子的长度。后来发现，在中原，中午时桌子的影子总是投射到桌子的北面，于是人们用和桌子一样的材料做了一个平板，把一端放在桌子下面，向北延伸，在平板上凿出尺寸，这样中午时桌子的影子投射到平板上，影子的长度值就可以直接读出来了。因为这块碑起着土归的作用，所以人们称这块碑为土归或土归。

标准手表的结构

我们的祖先很久以前就发现，夏至的正午阴影最短，冬至最长。古人称这一天为 至日 甲骨文中已有记载。中国古代根据正午影子的长短来确定冬至和节气，从而测算年龄。大约在春秋中期，它成为历法工作中测量太阳和月亮的重要手段。的阴影，通过使用标准表。用这种 测得的回归年长度为364 1/4天，这是公元前五世纪出现的四分之一历法的基本数据。

古代的手表一般有八英尺高。这个标准形成于周朝，周朝一尺为23.1厘米，八尺为184.8厘米。历史上也有过九尺、十尺高的表，但元代郭守敬之前的标准表多为八尺高。

期间郭守敬 年代，轨距的高度有所创新。他把压力计的高度增加到4英尺，这样就减少了相对误差，提高了观测精度。明朝万历年间，天文学家邢云禄在兰州建造了一座6尺长的木表，这是史无前例的。他在《戊申立春考证》一书中提出一个回归年的长度是365.242190天，与现代的365.2422天的数值高度一致。

虽然中国历代制造了许多手表，但现代保存下来的很少。最著名的是1965年江苏省石陂村1号东汉墓出土的一只怀表。圭长34.5厘米，中文1.5尺，边上刻有尺寸单位；手表高19.2厘米，8英寸，中国制造。贵屿和手表通过枢轴连接，使用时，手表与贵屿垂直；平时，手表可以折叠到GUI体内留下的空间，方便携带。

汉代怀表

1977年，考古人员在安徽阜阳汝阴侯夏侯灶墓中发现一件漆器。经过多年研究，确认是西汉的一个标准。因为夏侯灶葬于文帝十五年，也就是公元前165年，是最早的断代标准。

已发现最早的西汉标准。

，河南登封的观星台是郭守敬建造的4尺标准的模型，南京紫金山天文台和北京古观象台都保留了明清的青铜标准。

登封观星台

之后，让 让我们来谈谈另一个我们熟悉的古代计时仪器，日晷。

日晷起源于标准表，并由其演变而来。日晷主要是作为计时仪器来设定时间。从上一篇文章对标准表的介绍中我们知道，一年中每天中午的面影长短不一，这是地球 围绕太阳的公转。，用标准表测量中午影子的长度，可以确定节气和年代。在一天中，影子的方位和长度也在变化，这是地球自转造成的，日晷就是利用影子的方位变化来确定一天的时间。

日晷的主要部件是一个表(这里叫表盘针)和一个刻有时间线的表盘。根据表盘位置的不同，日晷可分为水平日晷、赤道日晷、垂直日晷和倾斜日晷。最常见的是赤道日晷和地平日晷，在故宫博物院和北京天文馆都可以看到。

日晷的基本原理

我国传统的日晷是赤道日晷，将指针放在石盘中央，指针垂直于表盘，表盘装在石台上，南高北低，使其与赤道平面平行。这样，上指针指向北天极，下指针指向南天极。换句话说，日晷的指针平行于地球的方向。s旋转轴，十二个小时均匀分布在日晷的两侧。中午，针的影子落在正北方，也就是每年春分后的中午，看到的是板块上方的影子，秋分后看到的是板块下方的影子。

赤道日晷正面

赤道日晷背面

p>而地平日晷与赤道日晷的区别在于晷面是水平放置的，而晷针则不垂直于晷面，而是呈倾斜状指向北天极，晷针与晷面之间的夹角，真好是北极星的地平高度角，也可以说是当地的地理纬度。，需要说明的是，晷面上的刻度也不是均分的。

地平式日晷

目前发现的最早的日晷是清光绪23年在内蒙古托克托城和1932年在洛阳金村出土的玉盘日晷，前者现保存在中国历史博物馆后者收藏在加拿大安大略皇家博物馆。

玉盘日晷是一尺见方的石板，中央有一个圆孔，圆孔外有一半径近4寸的大圆。圆周上刻有69个浅孔，孔间距离相等，共占了圆周2/3多。每个浅孔有一条直线到中心孔，浅孔边上有数码，从一到六十九，顺时针方向排列，以小篆体书写。根据出土及文字判断为秦汉时期之物。

秦汉时期玉盘日晷

玉盘日晷细节

我国最早关于日晷的文字记录，是《随书 天文志》中记载，开皇十四年（公元594年），鄜州（今陕西延安附近）司马袁充发明的短影平仪，这是一种地平日晷，晷面圆周均分为十二辰。据记载，司马袁充利用这个日晷和漏壶相比较，求出冬至、夏至、春分、秋分时太阳移动一辰的漏刻数，发现太阳在晷面上每移动一辰而得到的漏刻数相差悬殊。

，他根据这个发现上奏朝廷，建议用不均匀的时辰刻度来代替原来均匀的漏刻，但未被采纳。其实，这一发现充分证明了地平日晷的刻度划分应该是不均匀的，只是古代这方面发展缓慢，没有得到重视。

而关于赤道日晷的可靠文字记录，最早见于南宋曾敏行所著的《独醒杂志》卷二，记载了他的族人曾瞻民所 的赤道日晷。

独醒杂志

而我们出土的秦汉时期的玉盘日晷，也是一种赤道日晷，古代对日晷的记载很少，所以最早的文字记录只有南宋。而清代天文学家梅文鼎也曾提到过他的家乡有一具唐代的赤道日晷，我们尚未在唐代的文献中找到记录。

在历史的长河中，有太多的东西失落了，尽管如此，我们还是可以看到古人的智慧，看到华夏民族辉煌的古代文明。

古代人用日晷和圭表来计时 古代计时工具圭表