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2025-03-22 19:59
圭表和日晷的發明，讓時間的流逝更加直觀
“一寸光陰”到底有多久？（文物有話說）
故宮太和殿前的日晷。
中國科學院紫金山天文臺供圖
陶寺遺址出土的圭表。
中國社會科學院考古研究所山西隊供圖
“日出而作，日落而息。”時鐘發明之前，人們在很長一段時間內都是通過觀察太陽升落來度量時間，通過觀測太陽影長和方位來指示時間。詩人王貞白有詩云“一寸光陰一寸金”，這句勸勉世人珍惜光陰的詩句流傳千古?！耙淮绻怅帯钡降资嵌嗑?？有的觀點認為，“一寸光陰”是指日晷影子的移動一寸；也有觀點認為，“一寸光陰”是指圭表影子的長短變化。借由這句詩，讓我們一同了解兩種通過日影測時的“太陽鐘”——圭表和日晷，一起探究蘊藏在時間記錄中的智慧與文明。
——編 者
跨越不同文化和地域的日晷
太陽影子的“尺規”如何丈量歲月
張 旸
日晷，這一歷史悠久的計時儀器，承載著人類對時間的理解與探索。從古代中國、北非、中亞到歐洲，日晷作為重要的時間工具，跨越了不同的文化與地域，展現了人類在追求計時精度方面的智慧與創新。
在古代，人類最直觀的時間感知是“天”，太陽一升一落便定義了白天與夜晚的交替。這一簡單而直觀的自然現象，便是古人測量時間的基礎。太陽的運動不僅標示了白天的開始與結束，還通過投射在地面上的影子，傳遞了時間流逝的信息。
影子，隨著太陽的移動，逐漸改變長度與方向。古人捕捉到這一變化，將這一自然現象轉化為計時工具。由此，日晷應運而生，成為古代文明重要的計時儀器。
相比于其他文明，中國古代日晷的刻度劃分更為精細，將一天劃分為100刻，展示了古人對時間流逝的獨特感知。
“晷”字的古義是太陽的影子，但“日晷”這一名稱的普及，始于清代。而在此之前，中國古代已經存在多種利用日影計時的工具，如表、土晷、晷儀、日規、圭表等。雖然名稱不同，但功能相似，都是通過太陽照射影子推算時間。盡管古代資料較為稀缺，但通過一些零散的歷史記載和考古發現，我們依然可以窺見這些工具在古代社會中扮演的重要角色。
日晷有不同形式。最常見的地平式日晷，通常由水平的晷面與直立的晷針組成，晷面上刻有刻度，用以顯示不同時間。雖然太陽的周日視運動基本勻速，但是地平式日晷上晷影的轉動并不勻速，因此晷面上的刻度通常不均勻，以適應影子轉動的速度。我國最早有明確記載的地平式日晷是隋代的“短影平儀”，而在考古實物方面，諸如呼和浩特的漢代晷儀，也是地平式日晷的早期實例。
除了地平式日晷，歷史上還出現了其他幾種類型的日晷。例如，赤道式日晷是晷面與地球赤道平行，其刻度的設計是均勻的。赤道式日晷有正反兩個刻度面，為適應太陽高度角的周年變化，分別用于夏季的半年和冬季的半年。在古代歐洲較為常見的是垂直式日晷，這種日晷于垂直的墻面懸掛，具有較高的觀賞價值。我國古代天文學家郭守敬所發明的仰儀，則是一種球面形狀的日晷，專門用于測定太陽的球面坐標，同時也具備了計時的功能。
日晷作為古代計時工具，不僅僅是測量時間的工具，更是古人哲學與智慧的體現。古代日晷的發明，使得人們更加直觀地感受到時間的流逝。“一寸光陰一寸金”，每一寸影子的移動，都讓人深刻意識到光陰的流逝，反映了古人對時間珍貴的認識。日晷在世界各地的發展與演變，體現了人類對時間無盡探索與深刻理解的歷史過程，每一臺日晷背后，都是對自然界與宇宙奧秘的敬畏與追求。
（作者為中國科學院紫金山天文臺副研究員，本報記者白光迪采訪整理）
陶寺文明出土圭表、“沙漏”
4000年前的“鐘表”如何精準計時
劉 甜
我們的工作和生活離不開準確的計時工具。但是4000年前，沒有鐘表，也沒有日歷，晉南一帶的陶寺文明卻能管理時間、判斷節氣、制定歷法，初步形成了一套年、月、日、時的完整計時系統。
陶寺遺址位于山西襄汾縣陶寺村，是我國新石器時代晚期的大型聚落遺址，年代距今約4300年至3900年，是中華文明探源工程“四大早期都邑性遺址”之一。遺址出土了圭表、古觀象臺遺跡、喇叭口形漆器、銅齒輪形器等，陶寺文明“經天緯地”的秘密就藏在這些器物中。
出于陶寺中期王族墓地內最大的王墓IIM22的圭尺和早期貴族墓葬M2200的立表合稱為“圭表”。
圭尺是一件黑、綠、紅三色相間的漆木桿，復原長度187.5厘米；立表也是一根木質桿，其上殘存有紅色顏料，全長225厘米。
圭表可以測量太陽影長，與觀象臺相輔相成，用于太陽歷法的制定。測量時，圭尺平放于地，立表垂直于地。正午時刻，太陽照在立表上，投下的影子被圭尺上的刻度標記出長短。夏至日影最短，冬至日影最長。
圭表還可測量尋找“地中”?！吨芏Y》記載，建王都必在地中。而地中的標準由某些歷史上政治權力中心所確定的當地圭表測量夏至影長來標定。陶寺圭尺刻度中有一個非常突兀的第十一格刻度，從頭端到此刻度39.9厘米，合陶寺1.6尺（學者研究，陶寺1尺為25厘米），與《周髀算經》記載“夏至之日晷一尺六寸”的“地中”標準吻合，說明陶寺已經存在“地中”概念。
陶寺晚期小墓還出土了疑似與陰歷有關的銅齒輪形器。器物似瑗（一種孔大環小的璧），卻有29個發散狀的齒形凸起物，齒狀物大小長短不一，齒間距也不相等。銅齒輪形器厚僅幾毫米，不具備傳動機械功能。根據學者研究，這類銅齒輪形器可能與陰歷有關，即跟月亮運行有關。
除此之外，在出土圭尺的IIM22墓的東北壁龕內有一個大漆箱，里面有5件漆木漏斗形器，形狀、大小尺寸一致，復原模型與我們今天仍然在用的沙漏很像。
以漆木漏斗形器為原型，考古人員用3D打印技術等比例制成沙漏，經過上百次的實驗分析，每一漏的標準時間為14.4分鐘，100漏正好是一晝夜24小時的1440分鐘。
晝夜計時補全了陶寺的計時體系。沙漏一方面是國家社會政治、軍事、經濟、日常生活等各種活動的精確化時間控制和管理的工具，另一方面則是歷法的補充校正，在圭表測影制定歷法和天文大地測量過程中，沙漏是必備的計時器。
（作者為陶寺遺址博物館文博副研究館員，本報記者付明麗采訪整理）
