穿越時空的記憶

趙大明

日晷的起源

到底是誰發(fā)明了日晷？這其實是一個偽命題，也不可能有標(biāo)準(zhǔn)答案。因為從“立竿見影”這一自然現(xiàn)象到“立竿測影”度量時間，應(yīng)該是一個自然的發(fā)現(xiàn)過程，而不是某個聰明人在某天早晨日出時靈機一動的發(fā)明。根據(jù)這種測時原理和方法做出一個可以稱之為儀器的工具或裝置，當(dāng)然屬于發(fā)明創(chuàng)造，但也不會是某個人短時間內(nèi)獨自完成的。

古人能夠在惡劣的自然環(huán)境中生存下來，能不斷制作出各種各樣的生產(chǎn)生活工具以及驚艷后世的藝術(shù)品，也一定會逐漸掌握利用日影來計算時間的方法和技巧，并制作出相應(yīng)的器具，即使他們當(dāng)時尚不懂得現(xiàn)代科學(xué)意義上的天文學(xué)和幾何學(xué)。日晷的發(fā)明和使用對人類來說不是偶然的，是一定發(fā)展階段的必然產(chǎn)物。當(dāng)然，日晷的發(fā)展演變，從雛形到成熟，從初級到高級，從簡單到復(fù)雜，從粗略到精確，由于受到制作材料、加工技術(shù)和知識水平的制約，經(jīng)歷了比較漫長的過程。

根據(jù)古代文獻記載可以得知，在日晷等計時工具問世之前，人們計量時間的主要方法之一是觀象授時，即通過對日月星辰的觀測來制定歷法、計算時間。對那時的人們來說，天就代表著時間，包括年度、季節(jié)、節(jié)氣、月份、日、時等，這一點從漢字日、月、天、時等字的多重字義上即可體現(xiàn)。

觀象授時的局限性顯而易見，它更多的作用體現(xiàn)在對一年中季節(jié)、節(jié)氣和月份的劃分。由于沒有合適的參照物、標(biāo)記物和比較精準(zhǔn)的計量方法，對一日之內(nèi)時間的劃分只能是籠統(tǒng)、粗略的，如早、午、晨、昏等。

古人在長期的觀象授時實踐中，特別是通過對太陽的不斷觀測，逐步總結(jié)出太陽的運行規(guī)律，以及太陽的投影與地面物體的位置關(guān)系，在此基礎(chǔ)上發(fā)明了日晷。

這里所說的對太陽運行規(guī)律的總結(jié)，實際上就是古代天文學(xué)的進步成就。因此，在各個門類的基礎(chǔ)學(xué)科中，天文學(xué)是人類最早形成的學(xué)科。

日晷是如何發(fā)明的

前文說到，日晷產(chǎn)生的過程可以簡單概括為“從立竿見影到立竿測影”。眾所周知，太陽東升西落，周而復(fù)始，在陽光的照射下，地面上任何物體都會產(chǎn)生陰影，而固定物體陰影的位置會隨著時間的推移（即地球方位相對于太陽的改變）而規(guī)律變化。這種日復(fù)一日、年復(fù)一年的現(xiàn)象不可能不引起古人的注意。事實上，最初引起古人注意的很可能不是一根直立的竿子及影子，而是人體自身的影子，是“顧影自憐”的另一番心得。一棵枯樹旁邊恰好有幾塊石頭，樹影落在不同的石頭上就可以表現(xiàn)不同的時間。這已經(jīng)是一個原始形態(tài)的地平式日晷了。

慢慢地、一點點地調(diào)整石塊的位置，或者在地面上劃出一些標(biāo)記，使樹干的投影能夠?qū)?yīng)地表現(xiàn)不同的時間點（時刻），找到其中的某些規(guī)律，這肯定需要一個過程。但是，這個探索、求證的過程不會很長，不需要高度發(fā)達的幾何學(xué)基礎(chǔ)，因為這完全可以通過實測、實證的方法，來逆向地獲得某些參數(shù)。甚至根本不需要求得這些參數(shù)，更不需要知道關(guān)于這些參數(shù)的復(fù)雜計算公式，僅僅獲得實際使用效果即已足矣。況且，日晷的許多設(shè)計參數(shù)，由于地理位置的不同，往往是不同的，古人們即使獲得了一些參數(shù)也不具備“放之四海而皆準(zhǔn)”的簡單復(fù)制意義，在任何地點制作日晷大都需要通過實測的方法最后完成。

最初的日晷

理論上說，任何一個日影的位置都可以代表一定的時間，關(guān)鍵是如何度量這個不斷變化的位置。“表”加上“圭”就很好地解決了這個問題。也就是說，發(fā)現(xiàn)了所謂“表”的功能的那一天，距離制作出一個日晷的日子就不遠了。

既有表，在表下做出一些標(biāo)記或添加一個圭不僅是十分自然、順理成章的，也是十分重要的。接下來，把條狀的圭加寬，變成盤狀，甚至不需要做出一個盤，只需多標(biāo)示出幾個標(biāo)志點或線，一個初級形態(tài)的地平式日晷就已經(jīng)完成了。

從世界各地各個時期日晷類型的沿革歷史看，唯有地平式（立針）日晷是各個文明主體共有的日晷類型，其他類型的日晷則可以看作是在地平式（立針）日晷的基礎(chǔ)上衍化而來。這也說明，在“立竿見影”的基礎(chǔ)上，地平式（立針）日晷的計時方法是最容易直觀發(fā)現(xiàn)的，也是比較容易掌握的。因此，古代世界各地（包括中國在內(nèi)）最初的日晷也一定都是地平式（立針）日晷。

中國目前可見的關(guān)于日晷的最早文獻記載是《隋書·天文志》，其中提到，星象家袁充（544—618年）在任鄜州（今陜西富縣）司馬時，于隋開皇十四年（594年）曾發(fā)明“短影平儀”。這應(yīng)該是一個地平式日晷，但筆者并不認為這就是中國最早的地平式日晷，而不過是可見的最早的史料。地平式日晷的出現(xiàn)年代應(yīng)比它早很多。但這也證明了一點，中國地平式日晷的出現(xiàn)年代應(yīng)早于其他日晷。

另外一種最初的日晷類型可能是投射（透射）式日晷，即直接利用日光（而不是日影）來測定時間的日晷。用日光測定時間的難點在于適合的參照物。投射（透射）式日晷是在陽光下人為地添加一套便于度量的參照系統(tǒng)，通過對一部分陽光的遮擋，觀測透過的陽光來判定和劃分時間。當(dāng)然，它的測時精度很難保證。

事實上，由于受到各種各樣的條件制約，特別是受到肉眼所觀的日影銳度不高（邊緣不夠清晰）的影響，即使讓現(xiàn)代人運用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)計算、畫法幾何，甚至是數(shù)字識別技術(shù)，采用最先進的加工方法，也難制作出一具與理論數(shù)值絕對相符的日晷。

早期日晷遺存

如果暫以“具有晷針及標(biāo)有刻度的晷面”作為日晷構(gòu)成的典型條件來說，全世界迄今為止發(fā)現(xiàn)的早期日晷實物寥寥無幾，盡管在各種文獻資料中屢屢提及。

網(wǎng)上多見一種說法：“世界上最早的日晷誕生于6000年前的古巴比倫王國。”這個說法本身就像大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)傳言一樣太不靠譜，因為古巴比倫王國的歷史也不過距今5000年左右。

在世界范圍內(nèi)，目前比較確切的早期日晷考古實物發(fā)現(xiàn)（遺存）主要有以下幾宗：德國柏林的國家博物館保存著一件出自公元前 1500年古埃及的日晷（殘石）。2011年，在烏克蘭發(fā)掘出土了一塊可能制于公元前13世紀（距今3400多年）、具有日晷特征的石板。據(jù)考古學(xué)家考證，該石板可能是世界上現(xiàn)存的最古老的日晷之一。2013年，瑞士巴塞爾大學(xué)研究人員在埃及東部埋葬古埃及新王國時期法老與貴族的帝王谷發(fā)掘出一件距今3300余年的日晷。18世紀時，意大利曾發(fā)現(xiàn)4件古代日晷，經(jīng)考古專家鑒別，均制作于9世紀，其中一件出自埃及。

中國國內(nèi)現(xiàn)存最早、最完整的古代日晷實物是1897年出土于內(nèi)蒙古托克托城的漢代日晷，原為清末藏石家端方所藏，目前為中國國家博物館館藏特級文物。另有一件于1932年在洛陽金村出土的同類日晷，后被來華的加拿大傳教士懷特收藏，現(xiàn)為加拿大安大略皇家博物館所藏。還有一件是出土于山西右玉的日晷殘石，但可以看出形制與前兩個基本一致。

這些（疑似）日晷的定性和用法等在專家那里尚存爭議，莫衷一是。一種觀點根本否定了其日晷屬性，認為這僅是用來根據(jù)日影測定方向的“晷儀”，不能稱之為“日晷”；另一種觀點認為這是單面的赤道式日晷，因為它的時刻線是等分的；還有一種觀點認為它只是用來測定“日出、正午、日入”時刻的，是漏壺的“校準(zhǔn)器”；只有極少數(shù)學(xué)者認為這是地平式日晷。此外，還有學(xué)者懷疑后兩者是托克托城漢代日晷的仿品。

以筆者之見，托克托出土的這個寶貝無疑是地平式（立針）日晷。內(nèi)蒙古托克托、洛陽金村、山西右玉，遙距千里，緯度懸差，但日晷形制相同，這不是什么后人所仿，而說明這種設(shè)計比較巧妙的“通用型”日晷在當(dāng)時已流行各地。

日晷到哪里去了

日晷的歷史長達數(shù)千年之久，數(shù)量也應(yīng)不在少數(shù)。按說，比起陶器、瓷器、玉器等古代文物，日晷（通常都是石制的）應(yīng)該更容易留存下來，但為什么如此罕見呢？

日晷到哪里去了？這似乎是一個謎。如果僅僅是古代墓葬中罕見日晷，還可以這樣解釋：古人認為死人是不需要知道時間的，所以陪葬品中不必加入日晷，況且地底下也見不到太陽。但為什么古代生活遺址中也罕有日晷出土呢？

一個可能合理的解釋是：古代的日晷大多不是一個器具、物件，而是一套相互關(guān)聯(lián)的建筑結(jié)構(gòu)或裝置。這些結(jié)構(gòu)或裝置在作為遺存呈現(xiàn)在我們面前時，可能已經(jīng)面目全非，使我們無法把它們當(dāng)作一個日晷來考量。

有報道說，1985年，考古學(xué)家在美國伊利諾伊州西南部的一條河谷中修復(fù)了一座巨大的古代印第安人日晷，一個由40棵6米高的杉樹干圍成的直徑136米的圓圈。據(jù)考證，900—1100年居住在這一帶的克赫克雅印第安人就是用它來分辨夏至、冬至、春分、秋分，確定紀年中的重要日期的。報道稱，實際上這座古代遺址早在1961年就被發(fā)現(xiàn)了，但當(dāng)時考古學(xué)家們看到的只是一些放置樹干的深坑，后來才認識到那是古代日晷遺跡。

古埃及和古希臘、古羅馬的公共廣場上都建有一座座高聳的方尖碑，神秘的瑪雅古城也到處可見一排排石柱，這些石碑或石柱的影子，與地面某些建筑飾物的位置關(guān)系，已經(jīng)具備了某種日晷的功能。

在沒有鐘表的漫長歲月里，在無數(shù)個艷陽普照、光影變幻的日子里，聰明的古人不可能對此熟視無睹，特別是對天文學(xué)高度發(fā)達的瑪雅文明來說。這只能解釋為，那些碑、柱原本就是當(dāng)作公共日晷來修建的。

位于英格蘭南部的史前遺跡巨石陣，充滿了魔幻色彩，關(guān)于它的用途眾說紛紜，是否具有日晷功能也是爭議的焦點之一，尚待考證定論。

與巨石陣形態(tài)頗為相似的是發(fā)現(xiàn)于山西襄汾陶寺文化遺址的所謂“古觀象臺”。經(jīng)考古人員對在原址上復(fù)制的模型進行模擬實測證明，它能夠測定“兩分”“兩至”等20個節(jié)氣。

經(jīng)科學(xué)考證，陶寺文化的絕對年代為公元前2300年至公元前1900年，相當(dāng)于夏及先夏的上古時期。其遺址上大型日晷的發(fā)現(xiàn)，意義不在于比巨石陣又早了幾百年，而在于它的存在把中國日晷的起源年代提前到了合理的時期，即與圭表基本同步或稍晚的時期，即使你不認可圭表也是日晷的一種。這一點，從陶寺遺址同時還出土了大型圭表也足以佐證。

對“古代日晷往往不是一件器物”這個論斷還有一個有趣的佐證。古羅馬著名的喜劇作家、詩人普勞圖斯（Plautus，公元前250—前185年）曾在他的一首詩中寫道：“城里到處都是這些討厭的日晷。”當(dāng)然，詩人是因為日晷“把我的時間分割成可憐的碎片”才抱怨的，但他無意中告訴了我們，日晷通常是建在街上或公共場所的。類似這樣的文學(xué)記錄，在古希臘、古羅馬的文學(xué)作品中屢見不鮮，也包括《圣經(jīng)》。

（未完待續(xù)）