圭表介绍

圭表

圭表,是度量日影长度的一种天文仪器,由“圭”和“表”两个部件组成。圭表和日晷一样,也是利用日影进行测量的古代天文仪器。所谓高表测影法,通俗的说,就是垂直于地面立一根杆,通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。垂直于地面的直杆叫“表”,水平放置于地面上刻有刻度以测量影长的标尺叫“圭”。早在公元前20世纪,陶寺遗址时期,我国中原地区已使用圭表测影法。到了汉时期,学者还采用圭表日影长度确定“二十四节气”,采用圭表测影法定出黄河流域的日短至(白昼最短)这天作为冬至日,以冬至日为“二十四节气”的起点,将冬至到下一个冬至之间的时间段分割为24段(每段15日),每两个节气之间的天数平均。古人把这种方法叫“平气法”(又称“平均时间法”)。先测出冬至日因为冬至时影子最长,其相邻几天的影长变化最为明显,更利于观测记录。这样,圭表不仅可以用来制定节令,而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年以及二十四个节令的日期,作为指导汉族劳动人民农事活动的重要依据。将表影的长度以一年为周期标在一个圆上,圆心为表的立点,形成的图就是中心不为零的太极图,进行消除零半径的中心点,形成的太极图就是常见的二十四节气太极图。

目录

圭表基本资料

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中文名:圭表

发明者:古代汉族科学家发明

类型:一种天文仪器

用途:利用日影进行测量的古代天文仪器

组成:“圭”和“表”

圭表基本构造

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圭表直立于平地上测日影的标杆和石柱,叫做表;正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。当太阳照着表的时候,圭上出现了表的影子,根据影子的方向和长度,就能读出时间。

圭表起源

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据《国语·楚语》,撷项“命南正重司天以属神,命火正黎司地以属民。”重和黎是传说时代的天文官,南正,是指太阳到了南方中天,现在认为,南正即指冬至。古人在长期的生产和生活中,由于定方向和定季节的需要,经常观测到树木、房屋在太阳光照耀下投下的影子,渐渐地人们发现影子的变化是有规律的。人们就是在这种规律中产生了方向和时间的概念,“南正”即是这些规律发展的结果,这是一年当中正午日影最长的一天。经过长期观测树木等的影子之后,人们便会想到在平地上直立一根竿子或石柱。这根竿子或石柱便成了早期的“表”。

“圭”是什么?可以说人们还未解释清楚。多数人都理解成是一件测量日影长的仪器。最初立杆测影肯定是在平整的土地上进行,在影端画一记号,如“X”形,再量影长,所以叫土圭。土圭源于周代,但直到汉代,它只被解释为在地面作记号,如上文,汉代“铜表,高八尺,长一丈三尺,广尺二寸”,从这里的长和广,可以看出土圭的存在和使用,但

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圭表演进

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据记载,三千年前,西周丞相周公旦在河南登封县设置过一种以测定日影长度来确定时间的仪器,称为圭表。据说这是世界上最早的计时器。最早出现的圭表当然都是表杆与土圭彼此分离的简易形制。目前所见这种圭表的最早实物出土于山西襄汾陶寺夏代或先夏时代的遗存,一支残长214厘米,木质髯红色漆;另一支残长171.8厘米,木质髹青、红、黑三色漆与之配合使用的土圭有阴阳两件,知原始的计暑方法当以阴阳二圭接续相重,从而体现揆度日影以效阴阳的传统观念。而古汉字“圭”字本做二圭相重的构型,其实正是对先民立表计晷方法的客观写实。这种简易的圭表至西周晚期已发展出表座,经过进一步的改进到东周时期,形制已经相当完善。

至迟到到西汉时候,一种建置于露天的常设圭表开始出现。这类仪具以青铜制成,表高八尺,圭长一丈三尺。因其不能随意拆装,故而圭尺的长度可以延长到适合于在天地之中观测到冬至正午的影长。显然,在这样的圭表上可以方便读出一年中任

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圭表出土实物

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1977年,考古学家在安徽阜阳西汉汝阴侯夏侯灶墓(下葬年代为文帝十五年,公元前165年)中发掘出大量珍贵文物,其中一件漆器因功能不详而被称为“不知名漆器”。经过多年的研究,石云里发现这件物品是古代用于测量正午日影长度的天文仪器“圭表”,是世界上现存的年代最早、且具有确定年代的圭表,比仪征出土的圭表还要早。与其他圭表不同,这件圭表适用的地理纬度是固定的,而我们的计算则表明,汝阴侯墓圭表的适用纬度恰恰就在汉代长安到汝阴侯国(今安徽阜阳)一带。”石云里说,这架圭表的精妙之处还在于,四个节气日影所在的位置不是用刻度表示,而是暗含在木块和漆器上的一些特殊图案和位置中。

1965年在江苏仪征石碑村1号东汉墓出土了一件袖珍铜圭表。圭长34.5厘米,合汉制1.5尺,边缘上刻有尺寸单位;表高19.2厘米,合汉制8寸。圭、表间用枢轴连接,使之合为一体。使用时将表竖立与圭垂直;平时可将表折入圭体中留出的空档内,便于

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圭表作用

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圭表是中国古代观测天象的仪器。在不同季节,太阳的出没方位和正午高度不同,并有周期变化的规律。于露天将圭平置于表北面,根据圭上表影,测量、比较和标定日影的周日、周年变化,可以定方向、测时间、求出周年常数、划分季节和制定历法。所以圭表测影是中国古代天文学的主要观测手段之一。

大约在新石器时代,古人便掌握了利用表来确定方位的方法。辨方正位的简易方法见于战国时代的《考工记》和《周髀算经》,其具体做法是:先将地面修治水平,尔后将表竖直填埋,并自表顶引悬八绳,分置表的四方与四维,用它来校正表的垂直,当八绳全部依附于表体可知这时表已经处于垂直的状态,于是可以开始测影。测影时需以表为圆心画一个圆周,然后观测同一天日出日落影子与圆周的交点,这样连接两个交点的直线就是正东西的方向。当然为了方向尽量标准,还要参考白天正午时刻的表影方向和夜间北极星的方向。

表最重要的当然是测定节气。由于地球的公转,太阳在一年中的视高度

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