測(cè)日影知時(shí)間方位——時(shí)空一體觀

立表見(jiàn)影，視影知時(shí)

根據(jù)陽(yáng)光下物體的影子方向的變化，可以判斷太陽(yáng)在天空中的方位，從而方便地知道當(dāng)時(shí)的時(shí)刻。

立竿測(cè)影的“竿”，也稱“表”。“表”的影子，古書(shū)作“景”，也專稱為“晷”，即日影。用于立竿測(cè)影的“表”后來(lái)專門化為“日晷”。

日晷又稱晷儀，也是觀測(cè)日影記時(shí)的儀器，它與圭表的區(qū)別是：圭表的根據(jù)日影的長(zhǎng)短判別方向測(cè)定季節(jié)、全年日數(shù)和冬至、夏至就在的日子，推算歷法等；日晷的應(yīng)用，主要是根據(jù)日影的位置，以指定當(dāng)時(shí)的時(shí)辰或刻數(shù)，是我國(guó)古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器。

日晷的應(yīng)用，主要是根據(jù)日影的位置，以指定當(dāng)時(shí)的時(shí)辰或刻數(shù)，是我國(guó)古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器，但在史籍中卻少有記載,現(xiàn)在史料中最早的記載是《漢書(shū)·律歷志·制漢歷》一節(jié)：太史令司馬遷建議共議“乃定東西，主晷儀，下刻漏”，而《漢書(shū)·藝文志》中列有晷書(shū)34卷，但僅存書(shū)名，而無(wú)內(nèi)容。

立竿測(cè)影的方法是：立一根垂直于平地的標(biāo)桿（一般長(zhǎng)八尺），每天早、中、晚三次測(cè)量日影長(zhǎng)度的變化，還要與漏刻和夜間北極星的位置相參照。每天日影最短的時(shí)刻，就是太陽(yáng)上中天的時(shí)刻。

測(cè)定太陽(yáng)上中天的準(zhǔn)確時(shí)刻有相當(dāng)重要的意義。

第一，可以較精確地測(cè)定南方，從而可以定出東西、北方。

第二，可以定出午時(shí)，即一天時(shí)間的中點(diǎn)。到現(xiàn)在我們還是把一個(gè)白晝分為上午和下午兩半。午時(shí)制度是時(shí)刻制度不可缺少的組成部分。

第三，可以定出夏至和冬至。據(jù)鄭文光先生講“如果能連續(xù)六十年測(cè)定日影長(zhǎng)度變化，回歸年的長(zhǎng)度可以定得相當(dāng)準(zhǔn)了。”立竿測(cè)影的器具和方法發(fā)展到后世成為“日晷”。

立竿測(cè)影的作用是：

①正日影，即考定日影的精確性；

②測(cè)土深，是指測(cè)量地球的直徑；

③求地中，是指求證地球的正中心——極。

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測(cè)“天中”、“地中”

據(jù)說(shuō)周公測(cè)量時(shí)，先是用土堆起臺(tái)子，然后又用同一長(zhǎng)度5根木桿，分別立在五個(gè)觀測(cè)站，木桿的長(zhǎng)度就是人身的平均高度（八尺）。

用圭表測(cè)量太陽(yáng)照射在竹竿上的影長(zhǎng)，可以判斷季節(jié)的變化，也能用于丈量土地。后來(lái)“諸侯受封土地的疆界”，也是周公用這個(gè)法子確定的。

同一日子內(nèi)，南北兩地的日影長(zhǎng)短倘使差一寸，它們的距離就相差一千里，所謂“影差一寸，地差一尺”。周公認(rèn)為，邊長(zhǎng)為三萬(wàn)米的正方形，水平線上最偏僻地方的影長(zhǎng)應(yīng)是三尺，地中的影長(zhǎng)則為一尺五寸。通過(guò)這種方式，周公找到了“地心”陽(yáng)城，也就是今天的登封告成鎮(zhèn)。

圖規(guī)矩的來(lái)源：測(cè)二至日（測(cè)天量地）

《周禮》中載有“日至之景，尺有五寸”的記載，意思是在夏至那天的中午，八尺表的影臺(tái)影長(zhǎng)，剛好是一尺五寸。

《周禮·大司徒》的測(cè)“地中”方法：

“以土圭之法測(cè)土深，正日景，以求地中。日東則景夕多風(fēng)，日西則景朝多陰。日至之景尺五寸，謂之地中，天地之所合也，四時(shí)之所交也，風(fēng)雨之所會(huì)也，陰陽(yáng)之所合也。然則百物阜安，乃建王國(guó)焉?！?/span>

鄭氏以為“凡日景于地，千里而差一寸?！薄熬俺哂形宕缯?，南戴日下萬(wàn)五千里，地與星辰四游升降于三萬(wàn)里之中，是以半之，得地之中焉?！?/span>鄭司農(nóng)云：“土圭之長(zhǎng)尺有五寸，以夏至之日立八尺之表，其景適與土圭等，謂之地中。今潁川陽(yáng)城為然。

注：關(guān)于土圭都有哪些用處以及如何使用，《開(kāi)元占經(jīng)》中的描則更為詳盡：

“九州之在，必有所中。前古法制無(wú)聞，唯《周禮·大司徒》以土圭之法測(cè)土深淺，正日景以求地中。日南則景短，多暑；日北則景長(zhǎng)，多寒；日東則景夕，多風(fēng)；日西則景朝，多陰。日之景，尺有五寸，謂之地中。四時(shí)之所交，風(fēng)雨之所會(huì)也，陰陽(yáng)之所和也。然則萬(wàn)物之阜安，建王國(guó)焉。匠人建國(guó)，水地以平，四直系繩，以景為規(guī)。識(shí)日出之景與日入之景，晝考日中之景，夜考中星以正朝夕。

梁祖景爍錯(cuò)綜經(jīng)法，先驗(yàn)昏旦，定刻漏。乃立儀表于準(zhǔn)平之地，名曰南表；中更立一表于南表景末，名曰中表。

夜依中表以望北極樞，而立北表，令叁相直，皆以繩準(zhǔn)定。若表直者，乃立表之地當(dāng)子午之正。每看中表以知所偏，中表在東則立表之處在地中之東，其西亦如之。取三表相直者為地中之正。

又于二分之日侯，日始東方半體見(jiàn)時(shí)，乃立表于中表之東，名曰東表。

待日入西方半體，乃立表于中表之西，名曰西表。皆令中表與日叁直，東西二表朝夕皆要與日相直。

若三表影直，即是南北之中也。若中表差南，則直表處在卯酉之南；差北，則卯酉之北。進(jìn)退南北，求三表直東西，則地居卯酉之中正也”。

上文中詳細(xì)介紹了如何利用圭表測(cè)四時(shí)、定時(shí)刻、正四向，又如何利用土圭來(lái)考校規(guī)矩等。

圖《六經(jīng)圖》中的“公劉相陰陽(yáng)圖”

求“地中”的具體方法簡(jiǎn)要地說(shuō)就是：

先立儀表于水平地面，稱為“南表”。

漏刻上水，位居日之正中，再立一表于南表影長(zhǎng)之末，稱為“中表”，依據(jù)北極的方向而立“北表”，使三表成一條直線。

三表成一條直線者，其立表之地，即在子午（南北）之正位，倘三表不在一條直線者，則地（中）的位置就會(huì)偏斜。

只要觀看中表，就能知道所偏的方向：中表在西，則立表之處在地（中）之西；中表在東，則立表處在地中之東。取三表為一條直線者，為地中之正位。

又以春秋二分之日，早晨太陽(yáng)始出東方半體，立一表于中表之正東，名曰“東表”，使東表與太陽(yáng)及中表三者成一條直線。這一日之傍晚，太陽(yáng)入西方半體，再立一表于中表之西，名曰“西表”。

亦從中表向西望西表及太陽(yáng)，三者成一條直線。于是觀測(cè)三表比直者，即是地體從南到北之正中。進(jìn)退南北，求三表比直正東西者，則其地處正中，居卯（東）酉（西）之正位。

以五表測(cè)影法的結(jié)果有兩個(gè)功用：

一是以所測(cè)得的“地中、東、南、西、北”，對(duì)地球以“天極”為中心，將赤道大圓等分為四個(gè)方向?！暗刂小痹谶@一功用上講，與“天極”是一致的。這是表的第一個(gè)用途，也是最原始的用途。

二是以觀測(cè)點(diǎn)為中心，作為時(shí)間的起止點(diǎn)；

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天中與地中，時(shí)間與方位一體

立竿測(cè)影測(cè)的“地中”，第一個(gè)用途是“天中”，“地中”與“天極”是一致的。

“表”可以觀測(cè)表影角度的變化，從日出到日落，可以定出一天之內(nèi)的時(shí)間；從日影最短到日影最長(zhǎng)，從而定出一回歸年的時(shí)間。

《后漢書(shū)·律歷志》云：“日發(fā)其端，周而為歲，然其景不變。四周，千四百六十一日而景復(fù)初。是則日行之終。以（四）周除（1461）日，得三百六十五又四分之一日，為歲之日數(shù)”。

從表影的角度還可以定出月份、季節(jié)、二十四節(jié)氣。

圖圭表測(cè)夏至、春秋分、冬至

“圭表測(cè)影”可知二十四節(jié)氣，懂了二十四節(jié)氣是怎么來(lái)的，就會(huì)懂全球地理因日照晝夜長(zhǎng)短不同導(dǎo)致的氣候溫度等的不同，也就是現(xiàn)在所說(shuō)的“五帶”，不過(guò)，更合理的應(yīng)該是“七帶”，少了“白夜現(xiàn)象”的劃分區(qū)域。

《周髀算經(jīng)》可以看成是一部天文書(shū)，共兩卷，出于商、周之間，里面講了以“商高定理”（勾股定理）度量天地的高及厚。并推演日月運(yùn)行，故而能以天文現(xiàn)象推知：

『春分之日夜分，以至秋分之日夜分，極下常有日光；秋分之日夜分，以至春分之日夜分，極下常無(wú)日光。冬至夏至者，日道發(fā)斂之所生也，故日運(yùn)行處極北，北方日中，南方夜半；日在極東，東方日中，西方夜半；日在極南，南方日中，北方夜半；日在極西，西方日中，東方夜半?！?/span>這已經(jīng)完全將四季四時(shí)的太陽(yáng)方位及所造成的現(xiàn)象道出，這與近代天文學(xué)相符合，不如說(shuō)是來(lái)自于中國(guó)古代天文學(xué)的一脈相承。

其中“北極之下，不生萬(wàn)物。北極左右，各有不釋之冰，物有朝耕暮獲。中衡左右，冬有不死之草，五谷一歲再熟?！?/span>意指北極附近為冰所復(fù)，半年夏天半年冬夜，在夏天種植之物到冬天可收成；而在赤道（中衡），五谷一年可收成兩次。

《呂氏春秋》也說(shuō)過(guò)：『冬至日行遠(yuǎn)道，夏至日行近道，乃參于上，當(dāng)樞之下無(wú)晝夜?！?/span>指冬至?xí)r太陽(yáng)光直射至南半球之最遠(yuǎn)處（南回歸線），夏至?xí)r太陽(yáng)直射至北回歸線，而在兩極（樞）處常半年無(wú)晝夜之分。

大家看到了嗎？這些今天熟知的知識(shí)，古人早就知道啦，并且記載下來(lái)了，所以，不要想著穿越古代教古人這些知識(shí)了，這方面可能今人還不如古人！

那么是不是北半球所有的地方都能觀察到的呢？

不是的，北半球在出現(xiàn)白夜的地區(qū)從緯度48°34′起，緯度越高白夜出現(xiàn)的時(shí)期越長(zhǎng)，天空也越暗。到了北極圈（66°34′）以后，就成為極夜了。

所以，在白夜出現(xiàn)的緯度48°34′開(kāi)始就不能觀察到“二分二至”，因?yàn)樵谙奶旌投於紩?huì)遇到白夜現(xiàn)象，尤其是在中國(guó)能夠看到“二分二至”時(shí)，從緯度48°34′起，緯度越高就越會(huì)出現(xiàn)白夜，夏季天不黑，冬季天不亮，這說(shuō)明夏季白晝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致天無(wú)法黑暗下來(lái)，冬季黑夜時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致天無(wú)法明亮起來(lái)，這樣就沒(méi)有明顯的晝夜長(zhǎng)短變化，又怎么知道“二分二至”呢？

因此，只有一部分地區(qū)才能觀察到“二分二至”，而中國(guó)就在這個(gè)區(qū)域哦！這些知識(shí)只要明白二十四節(jié)氣是怎么來(lái)的，明白中國(guó)天文歷法，知道日影方位變化，就能夠明白了。

在《堯典》中有記載：『帝曰：「咨汝羲暨和，期三百有六旬有六日?！埂?/span>

月的盈虧最容易觀察，所以古人多以月象來(lái)制定歷法，月繞地球一周為27.312日，但同時(shí)隨地球繞日，所以自新月到下次新月的時(shí)間為29.531日，歷法家稱為『合朔』，所以夏歷有大小之別，大月30日，小月29日，平均每月29.5日，與實(shí)際差0.031日，必須每三年多置一個(gè)閏月以作補(bǔ)正，故《堯典》有云：“以閏月定四時(shí)成歲?！?/span>

這就是為什么說(shuō)要懂天文，才能懂地理的緣故，“二分二至”是因?yàn)樘?yáng)從北到南在地球上反映出來(lái)的特殊晝夜現(xiàn)象。而這里的“二分二至”是以北半球?yàn)闇?zhǔn)的，說(shuō)明是在北半球觀察到的現(xiàn)象。而靠近北極圈北極點(diǎn)附近的國(guó)家地區(qū)也不能看到二分二至，這樣一來(lái)，限制排除了很多地區(qū)國(guó)家，最終是中國(guó)的地理位置及歷史文化多重印證表明天文起源在華夏！

圖 “圭表”顯示四季日影

太陽(yáng)上中天的時(shí)刻，就是午時(shí)，此時(shí)日影直指正北，太陽(yáng)在正南。

一年中午時(shí)日影最短的一天，即夏至；日影最長(zhǎng)的一天，即冬至。

從冬至到明年的冬至，就是一回歸年。

從夏至到冬至間的平分點(diǎn)，就是秋分；從冬至到夏至的平分點(diǎn)，就是春分。

也就是說(shuō)，依據(jù)立竿測(cè)影測(cè)得的“地中”來(lái)劃分的東、南、西、北”，與“歲、月、日、時(shí)、季節(jié)”的劃分是直接對(duì)應(yīng)的。

“立竿見(jiàn)影”這個(gè)成語(yǔ)正好揭示了我國(guó)古代對(duì)天文回歸年和時(shí)間測(cè)量的重要原理--立表測(cè)影法。立表測(cè)影法主要通過(guò)對(duì)具有極值意義的日影長(zhǎng)度的測(cè)定進(jìn)而推算和判定回歸年的長(zhǎng)度。

古人測(cè)定回歸年的長(zhǎng)度，一般選擇日南至（冬至點(diǎn)）進(jìn)行測(cè)定，測(cè)出兩次正午冬至發(fā)生時(shí)刻，求出它們的時(shí)間間隔，再用這兩次冬至之間的年數(shù)去除，就可以推算出一個(gè)回歸年的長(zhǎng)度。

南北朝時(shí)期著名科學(xué)家祖沖之改進(jìn)和完善了傳統(tǒng)的圭表測(cè)定回歸年，由他測(cè)算的一個(gè)回歸年長(zhǎng)度為365.242****48日，比現(xiàn)在的觀測(cè)值僅偏差0.0006天。

以上可見(jiàn)，立竿測(cè)影求出來(lái)的“地中”，第一個(gè)用途是“天中”，古人稱之為“天軸”，亦即天極。因?yàn)楣湃怂缍ǖ奶斓厥且缘厍驗(yàn)樘斓氐闹行?，天是緣地球表面向太空延伸的天，“天”與“地”，“圓則俱圓，方則俱方”。

即《開(kāi)元占經(jīng)》所說(shuō)的：“南極北極天軸所在，轉(zhuǎn)運(yùn)所由，譬車之有輪，所以自行也。眾星皆無(wú)常，惟北極守中不易，是以知其為天中也，天傾，故極在中北?！靾A地方，極樞中央，動(dòng)以歷靜，時(shí)乘十二”。

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立竿測(cè)影的“地中”，第二個(gè)用途是以觀測(cè)者為中心定時(shí)間的起止點(diǎn)。

《周髀算經(jīng)》記載了這一內(nèi)容：“冬至?xí)儤O短，日出辰而入申；夏至?xí)儤O長(zhǎng)，日出寅而入戌”，都是指表影方位的。

冬至日出東南而沒(méi)于西南，即日出辰位而入于申位；夏至日出東北而沒(méi)于西北，即出寅位而沒(méi)于戌位；只有春、秋分日出正東而沒(méi)于正西，即出卯位而沒(méi)于酉位。

如果以某一特定地域如以北京地區(qū)（為基本點(diǎn)）的太陽(yáng)上中天為午時(shí)，那么北京人腳下的阿根廷則為太陽(yáng)下中天的子時(shí)。反之亦然。如通常我們也把“子夜”稱為“午夜”。

以此為子午經(jīng)線（不是指現(xiàn)代天文學(xué)的本初子午線，但是與本初子午線為本地時(shí)刻的起點(diǎn)之原理是一致的），那么北京所經(jīng)歷的以上這十二時(shí)，則是以北京為基本點(diǎn)來(lái)確定子午線的起止，進(jìn)而測(cè)定地球赤道一周十二條經(jīng)線輪流直面太陽(yáng)的時(shí)間。

漢代王充在《論衡．談天》中也指出：“極為天中，方今天下在天極之南?！?/strong>即“極”為天的正中心，現(xiàn)今中華大地所在的天下在天極之南。

而天地的本原是“氣”，“積陽(yáng)為天，積陰為地”（《素問(wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》），“陰陽(yáng)構(gòu)精，四時(shí)孕育萬(wàn)物”，“天地合而萬(wàn)物生，陰陽(yáng)接而變化起。”（《荀子·禮論》），“陰陽(yáng)合和而萬(wàn)物生。”（《淮南子·天文訓(xùn)》）。

圖在天成像（星象），在地成候（物候）

“卦者，象也”、“在天成象，在地成形?！?/strong>（《易經(jīng)系辭》）然后才有天的九個(gè)方位，地的九個(gè)區(qū)域（以極為中心，將赤道等分為八）；才有兩極、赤道；“才有象可以顯現(xiàn)，有形體可以度量?！?/strong>天地的經(jīng)緯正是在此基礎(chǔ)上劃分出來(lái)的。而且“自地至天，是八極的一半，地的深度也一樣”。

所以，這就是為什么古人會(huì)說(shuō)“天覆地載，萬(wàn)物悉備，莫貴于人。人以天地之氣生，四時(shí)之法成。……人生于地，懸命于天，天地合氣，命之曰人?！?/strong>（《素問(wèn)·寶命全形論》），以此治病又有何不對(duì)呢？

“立竿測(cè)影”就是古代中國(guó)天文學(xué)的“定東西”，“下漏刻，以追二十八宿相距于四方”。子、午、卯、酉就是依據(jù)赤道二十八宿等分為四。而且這四方與一歲的四季直接對(duì)應(yīng)。

《黃帝內(nèi)經(jīng)·靈樞·衛(wèi)氣行》也記載了：“歲有十二月，日有十二辰，子午為經(jīng)，卯酉為緯。天周二十八宿，而一面七星，四七二十八星。房昂為緯，虛張為經(jīng)。”，所謂“子午為經(jīng)，卯酉為緯”，就是依據(jù)赤道坐標(biāo)系“上北下南”的原則，從“天極”處俯視“子北午南為經(jīng)，卯東酉西為緯”的。

而“子午為經(jīng)，卯酉為緯”再一次揭示了“子午線”的由來(lái)，更是明白的寫(xiě)出了“子午線”就是經(jīng)度，而非徐光啟“厘定”，所謂“經(jīng)度”是西方“傳入”的根本就是無(wú)稽之談！

而中國(guó)古代通過(guò)測(cè)量日影，同時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)“時(shí)間”的測(cè)量與對(duì)“方位”的測(cè)量是密切相關(guān)的，當(dāng)日出表影指向東西的時(shí)候，或者正午表影指向南北的時(shí)候，我們自然而然地同時(shí)獲得“時(shí)間”和“空間”兩個(gè)概念，這正是因?yàn)樵缙诒娣秸慌c時(shí)間計(jì)量的方法源于同一種測(cè)影活動(dòng)。

也就是說(shuō)，由立竿測(cè)影活動(dòng)所獲得的“時(shí)間”和“空間”這兩個(gè)概念，是依據(jù)赤道坐標(biāo)系所測(cè)定的周日——地球自轉(zhuǎn)一周；周年——地球公轉(zhuǎn)一周。而地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的時(shí)間、空間取向，也都是依據(jù)測(cè)日影和對(duì)北斗的觀測(cè)相一致來(lái)確定的。

因此，只要有過(guò)實(shí)際的天文地理觀測(cè)，就不可能得出“絕對(duì)的時(shí)空觀”，而是會(huì)自然而然的獲得“時(shí)空一體觀”，更不可能僅僅以“黃道”為坐標(biāo)系，乃至于后來(lái)又改回中國(guó)的“赤道坐標(biāo)系”，而是應(yīng)該像中國(guó)那樣“黃道、赤道”等坐標(biāo)系一起結(jié)合起來(lái)使用。

所以，西方在接觸中國(guó)以前，從未有過(guò)真實(shí)的天文地理觀測(cè)經(jīng)歷，才會(huì)不理解中國(guó)的“渾天說(shuō)”，以至于理解為靜止的“地心說(shuō)”。

西方?jīng)]有天文實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又怎么可能明白中國(guó)天文概念里的“地、日、月、五星運(yùn)動(dòng)”是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的呢？只能將之假設(shè)為靜止不動(dòng)，脫離現(xiàn)實(shí)，脫離天象，成為不符合實(shí)際的假想、空想，體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)它們落后的幼稚的天文理解水平，這些都在證明西方是學(xué)習(xí)中國(guó)天文歷法知識(shí)后產(chǎn)生的誤解！

這一切證明西方天文學(xué)來(lái)自于中國(guó)！

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