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圭表,古人智慧的体现

科普小知识2022-04-01 18:26:27
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作为第三次“科学发现和创造”,地精是古代汉族科学家发明的测量日影长度的天文仪器。它由两部分组成:“桂子”和“表”。竖立在地面上测量太阳阴影的标杆和柱子被称为手表。一种用于测量正南正北阴影长度的刚性量规叫做桂。

圭表,古人智慧的体现

在古代,人们在日出时不休息就开始工作。从太阳有规律地从东方升起、从西方落下的那一天起,他们就凭直觉感受到太阳和时间的关系,并开始通过太阳在天空中的位置来确定时间。但是很难精确。据记载,三千年前,西周时期的宰相周公旦在河南登封县发明了一种叫日晷的仪器,通过测量太阳阴影的长度来确定时间。这是世界上最早的计时器。

像日晷一样,日晷的应用原理也来自光的线性传播。

圭表,古人智慧的体现

很久以前,人们发现建筑物、树木和其他物体在阳光下投下阴影,这些阴影的变化有一定的规律。所以他在平地上竖起一根柱子或柱子来观察影子的变化。这根柱子叫做“手表”。用尺子测量阴影的长度和方向就可以知道时间。后来,人们发现中午时手表的影子总是在正北方向,所以一块石板制成的直尺平放在地面上,与垂直手表垂直。尺子的一端与表座相连,另一端向正北方向延伸。这块石板做的尺子叫做“桂”。中午,当表影投射在石板上时,古人可以直接读出表影的长度值。

圭表,古人智慧的体现

经过长期观察,古人不仅知道一天中中午的表面阴影最短,而且得出结论:一年中夏至中午太阳高,表面阴影最短。冬至的中午,温暖的阳光斜射,影子最长。

圭表,古人智慧的体现

因此,古人用中午影子的长度来确定季节和年份的长度。例如,阴影的最长值连续测量两次。两个最长值之间的天数是一年的长度。难怪古代中国人知道一年等于365天以上。

圭表,古人智慧的体现

通过进一步的研究和计算,古代汉族学者也掌握了日晷的长度和二十四节气的影子。利用日晷和日晷,人们将每年太阳阴影的最大长度设定为“至日”(也称为长至、长至和冬至),将太阳阴影的最短长度设定为“短至”(也称为短至和夏至)。在春天和秋天,当白天和夜晚相等时,它们被指定为“春分”和“秋分”。在商代,只有四个节气。到了周朝,这个数字已经达到了八个。到秦汉时期,二十四节气已经完全确立。公元前104年,罗和邓平等撰写的历法,在历史上正式设定了24个节气,确定了24个节气的天文位置。

圭表,古人智慧的体现

通过这种方式,日晷不仅可以用来制作季节表,还可以用来在历书上列出未来的阳历年和两个季节表的24个日期,作为指导汉族劳动人民农业活动的重要依据。

古人的智慧真是惊人!

文章的原标题是“古人的智慧|我们的鬼标”