◎文/图 中国科学院国家天文台 郭红锋

自制圭表测时间

◎文/图 中国科学院国家天文台 郭红锋

很早以前，人们发现房屋、树木会在太阳光下投出影子，于是就有了“立竿见影”的成语。后来，人们发现影子的长短、方向按照一定的规律变化，但正午时太阳的影子总是投向正北方向。于是，人们便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，又在地面平放一把尺子来测量影子的长度和方向，这就是最原始的圭表。

圭表是我国古代度量日影的天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。古代称直立的柱子为“表”（例如天安门前的华表立柱），所以圭表的直立部分叫做表；圭表的平卧部分（正南正北方向平放，用于测定表影长度的刻板）叫做圭。古人依据影子的方向和长短及其变化，可以确定时辰、方向、节令、地理位置等。

圭表是中华文明的一部分，又在生产和生活中起着重要作用。今天，我们就自己动手制作一个可以随身携带的简易圭表测时间吧。

经过长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影最长。于是，古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。正午时表影投在石板上，能直接读出表影达到的长度值。而连续两次表影达到最长值（或最短值）时相隔的天数，就是一年的时间长度。

建于河南登封的古观星台，是我国现存最古老的天文台，其建筑本身就是一个巨大的圭表。……