引言

在我们小时候,难免天性顽劣,将枯燥无聊的学习放在一边,而转身去疯狂玩耍。当这个时候,家里长辈就会以"一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴"来苦口婆心地规劝我们珍惜学习时间,再加上教科书上也不时宣传此句。在轮番轰炸之下,对其提醒我们的效果姑且不提,但确实使得这一句话早已深入人心。那么为何这里却以"寸"这样的长度单位来表示时间的变化呢?

我们都知道,现在时间的单位从大单位说是年、月、日,从小则是时、分、秒,初闻此句之时,我们大多数都是混沌未开的孩童,只知长辈用此句来教导我们惜时,我们也未能对其中的字句进行深究。随着时间的流逝,此句也逐渐成为了老生常谈,我们早已习惯了这一说法。

夜观天象奇观图解(夜观星象昼测日影很高大上)(1)

古人最初想要知道时间,只能到天上去找

众所周知,一日之内昼夜交替,一年之内寒暑更迭。先人通过长时期的观察,可以根据日升月落了解一天之内的时间变化,根据花落雁返得知一年之内季节变化,但是这只是一种初略的判断,无法建立更为准确的时间框架来指导一天之内和一年之中的生活作息和农事活动。但是,知道昼夜交替是由日出出落所决定的古人也明白,准确的时间周期的确立标准只能到天上去寻找。

最开始引起古人注意的自然是夜空之中的满天星斗,相较于白天刺眼的阳光,夜晚的星空更为容易观测。通过常年的观测,古人发现当时的北斗以及它周围的拱极星终年不隐,且斗杓随着地球的自转呈现着围绕北天极做周日旋转的现象,宛如表盘上的指针,由此可以确定夜间时间的早晚。一年之内,由于地球的公转,斗杓则围绕北天极作周年旋转,人们根据斗杓的指向可以知晓函数季节的更替。除了北斗,古人也借助了其他恒星作为判断季节变化的标志。例如《尚书•尧典》中就有类似的记载

日中,星鸟,以殷仲春……日永,星火,以正仲夏……萧中,星虚,以殷仲秋……日短,星昴,以正仲秋。

这里所讲的鸟、火、虚、昴四星,由于位于观测位置与极轴垂直的天赤道附近,一年之内随着地球在公转轨道位置上的变化而产生了在天赤道上相对位置的变化,以此便可指示季节。正是借助了夜空中的特殊恒星,古人得以建立了最早的时间系统。

夜观天象奇观图解(夜观星象昼测日影很高大上)(2)

昼测日影,夜观星象

但是,这些恒星只有在夜晚才能被观测到,白天则被湮没在高亮的阳光之中而遁形。古人为了了解白天时间的变化,便只能观察天空中唯一可见的星体——太阳的变化来确定时间。然而太阳过于刺眼,在没有任何防护工具的古代,是无法直接观测的。这时,古人发现物体的身体的影长在一天之内随着太阳的升落而发生变化。由此,古人学会了立表测影,根据观察一天之内日影的方向与长度,便可以得知白天的时间。至此,昼测日影,夜观星象便构成了我国古代天文学的基本特征。

原始的表叫作"髀",是一根直立在平地上的杆子,古人便是通过杆子所产生的日影来观察时间的变化与早晚。测量影长的工具叫"土(度)圭",在二分二至日来临时便测量正午影长,经多年的观测便可建立"年"这一概念。

夜观天象奇观图解(夜观星象昼测日影很高大上)(3)

那么为何表最初称为髀呢?成书于公元前后的《周髀算经》在解释"髀"的意义时写道。

周髀,长八尺。髀者,股也。髀者,表也.

所以可见,"髀"最初表示的就是人的腿骨,而长八尺则近似等于人的平均身高,所以可以揭示早期的圭表的介质由人转为木杆这一事实。由《史记•夏本纪》中记载大禹治水"身为度"以及殷商甲骨文中"昃"子作太阳西斜而映衬人影的构型,我们可以发现这样的事实:圭表的前身便是人影,也就是说人们通过观察人影的变化最终学会了借表测影。所以在这种转表过程中,人们会不自觉的把表设置成与人的身高相等的八尺,至此我们便了解了最初先人们计量时间的方式。

更好的计时工具:"日晷"

随着时代的发展,人们发现以长度来确定白天的时间需要不断测量日影的长度,这种方法繁琐且误差较大,于是就出现了更好测试时间的工具。这种工具主要根据太阳照射到晷针上所形成日影的位置,以确定当时的时辰。但是历史上关于日晷最早的记载是在《汉书·律历志》之中,太史令司马迁建议确定时间测量的工具:

乃定东西,主晷仪,下刻漏。

夜观天象奇观图解(夜观星象昼测日影很高大上)(4)

司马迁

最开始我们说过一天之内随着太阳相对位置的改变,日影的长度和方向也随之改变。相对于不好设立参照的长度来说,方向的确立更为简便。事实上,古人对于方位的确立和时间的测量是同步完成的。根据正午影长首先便可确定南北,那么东西的确立也不成问题。

事实上,在《周礼•考工记•匠人》与《淮南子•天文训》中便介绍了两种实际可操作的定方立位的方法。而在黄河流域的观测点来说,早晨的日影在西方,中午的影子在北方,傍晚的影子在东方。此外更具根据观测结果以确定日影移动的速度并在日晷上刻上刻度,便可精确地知道了当时的时刻,由此便建立完善的日晷测时法。当日晷发展到清代,日晷不仅当作计时工具,其本身已成为一件装饰艺术品而成为一种象征。

结语

当然,由于日晷必须依赖日照,所以在阴天便无法发挥其作用。因此,单用日晷来计时是不够的,所以古人还需要借助诸如水钟,沙漏、灯漏等工具来辅助确定时间。虽然古人以星象与人影测量时间的方法在现在看来稀松平常,但是在人类历史的发展来看,这不仅是古代空间与时间体系创立的基础,也是空间概念与时间概念得以精确化与科学化的革命。

夜观天象奇观图解(夜观星象昼测日影很高大上)(5)

参考文献:《史记》;《周礼》

,