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夜觀天象奇觀圖解

生活 更新时间:2024-08-01 02:26:47
引言

在我們小時候,難免天性頑劣,将枯燥無聊的學習放在一邊,而轉身去瘋狂玩耍。當這個時候,家裡長輩就會以"一寸光陰一寸金,寸金難買寸光陰"來苦口婆心地規勸我們珍惜學習時間,再加上教科書上也不時宣傳此句。在輪番轟炸之下,對其提醒我們的效果姑且不提,但确實使得這一句話早已深入人心。那麼為何這裡卻以"寸"這樣的長度單位來表示時間的變化呢?

我們都知道,現在時間的單位從大單位說是年、月、日,從小則是時、分、秒,初聞此句之時,我們大多數都是混沌未開的孩童,隻知長輩用此句來教導我們惜時,我們也未能對其中的字句進行深究。随着時間的流逝,此句也逐漸成為了老生常談,我們早已習慣了這一說法。

夜觀天象奇觀圖解(夜觀星象晝測日影很高大上)1

古人最初想要知道時間,隻能到天上去找

衆所周知,一日之内晝夜交替,一年之内寒暑更疊。先人通過長時期的觀察,可以根據日升月落了解一天之内的時間變化,根據花落雁返得知一年之内季節變化,但是這隻是一種初略的判斷,無法建立更為準确的時間框架來指導一天之内和一年之中的生活作息和農事活動。但是,知道晝夜交替是由日出出落所決定的古人也明白,準确的時間周期的确立标準隻能到天上去尋找。

最開始引起古人注意的自然是夜空之中的滿天星鬥,相較于白天刺眼的陽光,夜晚的星空更為容易觀測。通過常年的觀測,古人發現當時的北鬥以及它周圍的拱極星終年不隐,且鬥杓随着地球的自轉呈現着圍繞北天極做周日旋轉的現象,宛如表盤上的指針,由此可以确定夜間時間的早晚。一年之内,由于地球的公轉,鬥杓則圍繞北天極作周年旋轉,人們根據鬥杓的指向可以知曉函數季節的更替。除了北鬥,古人也借助了其他恒星作為判斷季節變化的标志。例如《尚書•堯典》中就有類似的記載

日中,星鳥,以殷仲春……日永,星火,以正仲夏……蕭中,星虛,以殷仲秋……日短,星昴,以正仲秋。

這裡所講的鳥、火、虛、昴四星,由于位于觀測位置與極軸垂直的天赤道附近,一年之内随着地球在公轉軌道位置上的變化而産生了在天赤道上相對位置的變化,以此便可指示季節。正是借助了夜空中的特殊恒星,古人得以建立了最早的時間系統。

夜觀天象奇觀圖解(夜觀星象晝測日影很高大上)2

晝測日影,夜觀星象

但是,這些恒星隻有在夜晚才能被觀測到,白天則被湮沒在高亮的陽光之中而遁形。古人為了了解白天時間的變化,便隻能觀察天空中唯一可見的星體——太陽的變化來确定時間。然而太陽過于刺眼,在沒有任何防護工具的古代,是無法直接觀測的。這時,古人發現物體的身體的影長在一天之内随着太陽的升落而發生變化。由此,古人學會了立表測影,根據觀察一天之内日影的方向與長度,便可以得知白天的時間。至此,晝測日影,夜觀星象便構成了我國古代天文學的基本特征。

原始的表叫作"髀",是一根直立在平地上的杆子,古人便是通過杆子所産生的日影來觀察時間的變化與早晚。測量影長的工具叫"土(度)圭",在二分二至日來臨時便測量正午影長,經多年的觀測便可建立"年"這一概念。

夜觀天象奇觀圖解(夜觀星象晝測日影很高大上)3

那麼為何表最初稱為髀呢?成書于公元前後的《周髀算經》在解釋"髀"的意義時寫道。

周髀,長八尺。髀者,股也。髀者,表也.

所以可見,"髀"最初表示的就是人的腿骨,而長八尺則近似等于人的平均身高,所以可以揭示早期的圭表的介質由人轉為木杆這一事實。由《史記•夏本紀》中記載大禹治水"身為度"以及殷商甲骨文中"昃"子作太陽西斜而映襯人影的構型,我們可以發現這樣的事實:圭表的前身便是人影,也就是說人們通過觀察人影的變化最終學會了借表測影。所以在這種轉表過程中,人們會不自覺的把表設置成與人的身高相等的八尺,至此我們便了解了最初先人們計量時間的方式。

更好的計時工具:"日晷"

随着時代的發展,人們發現以長度來确定白天的時間需要不斷測量日影的長度,這種方法繁瑣且誤差較大,于是就出現了更好測試時間的工具。這種工具主要根據太陽照射到晷針上所形成日影的位置,以确定當時的時辰。但是曆史上關于日晷最早的記載是在《漢書·律曆志》之中,太史令司馬遷建議确定時間測量的工具:

乃定東西,主晷儀,下刻漏。

夜觀天象奇觀圖解(夜觀星象晝測日影很高大上)4

司馬遷

最開始我們說過一天之内随着太陽相對位置的改變,日影的長度和方向也随之改變。相對于不好設立參照的長度來說,方向的确立更為簡便。事實上,古人對于方位的确立和時間的測量是同步完成的。根據正午影長首先便可确定南北,那麼東西的确立也不成問題。

事實上,在《周禮•考工記•匠人》與《淮南子•天文訓》中便介紹了兩種實際可操作的定方立位的方法。而在黃河流域的觀測點來說,早晨的日影在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在東方。此外更具根據觀測結果以确定日影移動的速度并在日晷上刻上刻度,便可精确地知道了當時的時刻,由此便建立完善的日晷測時法。當日晷發展到清代,日晷不僅當作計時工具,其本身已成為一件裝飾藝術品而成為一種象征。

結語

當然,由于日晷必須依賴日照,所以在陰天便無法發揮其作用。因此,單用日晷來計時是不夠的,所以古人還需要借助諸如水鐘,沙漏、燈漏等工具來輔助确定時間。雖然古人以星象與人影測量時間的方法在現在看來稀松平常,但是在人類曆史的發展來看,這不僅是古代空間與時間體系創立的基礎,也是空間概念與時間概念得以精确化與科學化的革命。

夜觀天象奇觀圖解(夜觀星象晝測日影很高大上)5

參考文獻:《史記》;《周禮》

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