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中國古代有四大“名表”：銅壺、香篆、圭表、輥彈。你都知道幾個呢？
這是南宋王應麟所記的“晷漏四法”，銅壺、香篆和輥彈我都已經在前兩期裡詳解過了（上期在這→《古代竟然也有鬧鐘？》），剩下這個圭表可以說是四大“名表”中功能最強大的一個。
一般我們說到圭表，常會把它和日晷搞混。其實要說真正主打計時功能的，是日晷而不是圭表，容易搞混就是因為，它們都是測太陽影子的。
我們的祖先從很早很早之前就發現日影是有規律的，最初可能是看樹影，後來就直接在平地上立一根竿子或石柱，這就是最簡單也是最古老的天文儀器——表。
我們潛意識裡總會覺得，“表”就是用來看時間的，但其實，最早的“表”可能是用來定方向的。早在六千年前留下來的半坡遺址中，房屋門就已經朝向了南方，古人是怎麼做到的？
用北極星定方向也許是個好方法，除此之外，立表測影應該是那時最友善準确的方法了。
首先我們要知道，太陽每天在天球上走過的路徑以正南北向為軸的話，大體是對稱的，是以，隻要以表為中心畫一個圓，把日出和日落時，表影與圓的交點連接配接起來，就是正東正西的方向了，在做一條垂線，就是正南正北。
就像戰國的《考工記》記載：“為規，識日出之景與日入之景。”“景”就是古代的“影”。後面還有一句：“晝參諸日中之景，夜考之極星，以正朝夕。”一次測量還不夠，還要在白天參考日中也就是正午的表影方向，晚上參考北極星的方向，如此才較為準确。
但是，日出和日落的表影比較模糊，這個交點就不容易定準，是以後來就發明了直接看太陽的方法。大概就是在圈圈上再加一根可以移動的遊表，日出時拿着遊表往中心定表看，讓太陽與兩表重合，做個标記，日落時移動遊表讓三者重合，再做個标記，如此連線求得的正東西向就比隻用一根表的要準确。
可隻有一組資料，還是不大放心。剛才說，能用日出日落的交點測，是因為太陽的運動是對稱的，既然如此，如果在上午和下午多取幾組對稱的資料綜合一下，是不是就更準确了？
元代郭守敬就是按此法發明了一種稱為正方案的儀器，以表為圓心畫了十九個等距的同心圓。隻要一看到表影的頂點落在圓周上就做個記号，從上午影子由西進入外圓，到下午向東出外圓為止，然後把同一圓上的标記都連接配接起來，它們的中心連線方向就是更準确的正南正北了。
定好了東南西北，古人才能在此基礎上确定更詳細的二十四方位，才能依此觀察天象協調曆法，展開更複雜的天文研究。關于方位的更多内容，我們以後再細聊。
就在這日複一日的觀察中古人發現，不僅每天的太陽影子方向會變，就連冬天和夏天的影長也是不一樣的。
為了尋找規律，人們就選擇每天正午，也就是太陽在正南方時的影長來作比較，長度到極限的日子就稱“至日”，最長的那天為冬至日，最短的就是夏至日。二十四節氣、回歸年長就是依此求得的，是以這可以算是古代曆家的首要任務。
為了标記正午日影的長度，“表”下還有一把南北朝向的尺子，叫“土圭”。雖然名字叫“土”，但它不是用土做的。圭本是一種玉器，土圭就是用來測量土地的玉器。
因為它的方向總是固定的，是以後來幹脆就和表做成了一體，稱作“圭表”，盡管此時這把尺子已經是石料或銅料了，但人們還是繼續稱之為“圭”，我看啊，這“圭”字本身長得就和尺子脫不了幹系。
圭表的高度大多都是八尺高，這大概是周代形成的标準。現存最早的圭表是儀征東漢墓出土的銅圭表，表高隻有八寸，可以折疊開合，不知道的話還以為“月光寶盒”嘞，其實這是一個縮小了十倍的迷你小圭表，做的這麼小當然隻是用來陪葬的。
後世也有打破标準的圭表，比如這個明清圭表，本來就是八尺高，後來又在上面加了一個曲葉，這是受了西方影響才改的十尺制度。你看這表對面還有個小表，就是因為表變高了後影子也變長了，是以加了個小表延長圭的長度。
那麼圭一般都做多長呢？據載八尺表的夏至影長為一尺五寸，冬至為一丈三尺，是以圭長至少得大于一丈三尺，這大概是在地中的測量記錄。
所謂“地中”，就是古人認為夏至影長一尺五的地方，學術界普遍認為此地就是禹都陽城，也就是現在的河南告成鎮。
可我們知道，緯度不同的地方影長也不同，為什麼偏偏就是夏至影長一尺五的地方才能稱“地中”呢？
《中國天文古迹》一書認為，西周的首都鎬京地處偏僻，而陽城地處中原物産豐富，是以周公想遷都中原。但是當時占星術盛行，遷都就必須說出一些道理，于是就把陽城一尺五的夏至影長設為了“地中”的标準，為的就是給陽城位于“中原”的輿論造勢。
現在河南告成鎮就有個周公測景台，這是唐代在周公舊迹上重建立造的，經測算，它的上下兩層高度一樣，換成唐代開元尺剛好就是八尺，而此地夏至的日影剛好也是一尺五，正正好會投射在下層石墩上，是以在地上是看不到影子的，當地人是以稱它沒影台。
這也證明了古人認為一尺五就是地中，陽城就是地中的事實。現在那裡就立着個“天地之中”的标志。
如果你不知道這個玄機就去參觀周公測景台，很有可能把它隻當做一個紀念碑就略過去了。确實這不像個表更像個碑啊，而且它就立在門口，裡面巨大的觀星台和量天尺才是最吸睛的存在。
這也是元代郭守敬的業績，當時為了測影觀星選址在了周公測景台邊上，很有可能就是受了“地中”之說的影響。
雖然叫觀星台，其實它本身就是個巨大的表，而下面這長達30米的量天尺就是底下的圭，上面還勾了一圈水渠來校正水準。
圭表的關鍵部位是上面的橫梁，觀測時隻要看橫梁在量天尺上投射的影子就行了。橫梁到圭面的高度有四十尺，相當于把原來的八尺表放大了五倍。
另外他還做了個更像圭表的高表，用兩條龍托着橫梁，高度也是八尺的五倍，現在量天尺旁這個圭表就是縮小五倍的複制品。
為什麼要把表做的那麼高呢？主要是想擴大圭上的刻度以增加精度。可問題是，表變高了影子不就更模糊了嗎？
不用擔心，郭守敬還發明了一個小妙招，在量天尺上又加了個叫景符的小玩意兒。
這是一片中間有個小孔的闆，隻要把孔對準梁影，小孔成像，影子立馬就清晰了，準确度甚至達到空前的2毫米以内，是不是很神奇！
你再回看明清這個圭表，曲葉上也有個小孔，就是清朝人借鑒了郭守敬的景符做的。
講到天文儀器這一章，郭守敬的出場率可真是太高了，除了景符、高表、正方案，以及上期的大明殿燈漏外，他還發明了簡儀、仰儀、候極儀、立運儀、渾象、窺幾共十幾種天文儀器，把大陸古代天文事業推向了巅峰。
而這完好儲存并沿用了700多年的觀星台和量天尺，也是他天才創造力的見證，愛好天文的小夥伴有機會一定要去打卡哦~
好了，關于古代表的功能，我們已經了解了其定方向和定時節的部分，還有個與生活更相關的定時刻功能，就下期再展開吧。我是國風學子沐子欣，記得關注，一起為中華之崛起而讀書！
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