守敬课堂 | 古老的计时器——圭表

什么是“圭表”？

圭表（guī biǎo），

是测量日影长度的一种天文仪器。

由“表”和“圭”两个部件组成。

圭是平卧的尺，表是直立的标竿。

表放在圭的南、北端，与圭垂直。

“圭表”的起源和发展

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。

当时，我们的老祖宗已学会用简易土圭

实测日晷（rì guǐ，意指“日影”），即：

在地上立起一根木杆或石柱来测量光阴，

根据日影长短来确定时间，

这就是成语“立竿见影”的由来。

1977年，考古学家在安徽阜阳

西汉汝阴侯墓（公元前165年）中，

发现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。

淮阴侯圭表

1279年，元代杰出天文学家

郭守敬在河南登封的告成镇设计并

建造了一座测影台——河南登封观星台，

它是中国现存最早的古代天文台。

整个观星台相当于一个测量日影的圭表。

高耸的城楼式建筑

相当于一根竖在地面的杆子，称为“表”，

台下有一个南北方向类似

长堤的构造，

相当于测量长度的尺子，称为“圭”，

也叫做量天尺。

每天正午，太阳光照在横梁上的

影子投射在量天尺上。

通过测量一年当中影子长度的变化，

可以确定1年的长度。

圭表测时的精度是与表的长度成正比的，

这个硕大的“圭表”，

使测量精度大大提高。

我们知道，在平气法的原则下，

回归年是太阳在天球上连续两次通过

分至点中任意一点的时间，

古人名之为“岁实”。

郭守敬、王恂等人编制的《授时历》的岁实

为365.2425日，与我们今天使用的

《格里历》数值相同。

在很长的历史时期内，我国所测定的

回归年时间精度一直位居世界第一。

“圭表”的主要作用

1

辨方正位

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》，

具体做法是：

在空旷的平地上树立一表，

以它为中心在地面画圆周，

再测出日出、日落时表的影子与

圆周的交点，然后将它们连接起来，

由此可以确定东西方向。

单表法辨方正位

这种方法有一个缺点，

由于日出日落时的表影比较虚淡，

其与圆周的交点并不容易定准，

所以使用这种方法确定的方向

也相对粗疏。

西汉早期的《淮南子》一书

记载了一种更为精确的立表定向的方法，

需要定表和游表配合使用，

具体如下：

双表法辨方正位

2

揆气定时

表最重要的作用

当然在于测定节气。

公元前104年，落下闳、邓平等人

编制《太初历》，

正式把二十四节气订于历法，

明确了二十四节气的天文位置。

二十四节气的命名反应了

季节、物候现象、气候变化三种。

反应季节的有：

夏至、冬至，分别指

白天最长和黑夜最长，

合称“二至”，“至”为极致；

春分、秋分，分别指白天和黑夜

一样长的两天，合称“二分”，代表“平分”；

立春、立夏、立秋、立冬，合称“四立”，

“立”表示“开始”。

反应物候现象的是

惊蛰、清明、小满、芒种；

反应气候变化的有雨水、谷雨、小暑、

大暑、处暑、白露、寒露、

霜降、小雪、大雪、小寒、大寒等。

二十四节气，

是中国古代订立的一种用来指导

农事活动的补充历法，

是传统历法的关键和核心。

考考你

1.圭表中的“表”指的是？

2.中国现存最早的古代天文台位于？

3.圭表的主要作用有？

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