漫談“日晷”

王洪鵬

在沒有鐘表等記錄時(shí)間工具的古代，古人如何確定時(shí)間？

古人通過對(duì)自然現(xiàn)象的觀察，逐漸發(fā)現(xiàn)太陽每天東升西落，物體影子的長(zhǎng)度隨著光線的變化而變化，這一發(fā)現(xiàn)使人們意識(shí)到日影與時(shí)間之間有著某種聯(lián)系。于是，古人利用日光照射物體時(shí)投射的影子的長(zhǎng)短來測(cè)量白天的長(zhǎng)度，并發(fā)明了計(jì)時(shí)工具——日晷。

在地上插一根竿子，當(dāng)太陽東升西落時(shí)，竿子投射的影子也隨之改變方向和長(zhǎng)短，竿子投射在地面的影子就被稱為日晷。

早在春秋時(shí)期，我國就有關(guān)于日晷的文獻(xiàn)記載。在埃及、希臘和羅馬等文明古國，也都有使用日晷計(jì)時(shí)的記錄。當(dāng)然，由于自然環(huán)境及文化傳統(tǒng)的差異，不同國家的日晷類型也各不相同。日晷可分為赤道式日晷、水平式日晷、等高儀日晷、地球儀式日晷、反射日晷等。中國古代采用特有的赤道式日晷，歐洲則采用地平式日晷，并于明朝末年由傳教士利瑪竇傳入中國。

赤道式日晷由晷針和晷面組成，只要適當(dāng)調(diào)整晷針的傾斜角度，使其與地球的自轉(zhuǎn)軸平行，便可在不同的緯度使用。赤道式日晷的銅制指針垂直穿過圓盤中心，稱“晷針”。圓盤被稱為“晷面”，呈南高北低，平行于赤道面。這樣，晷針的上端指向北天極，下端指向南天極。在晷面的正反面刻有“子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥”12個(gè)大格，每大格代表兩個(gè)小時(shí)。

此外，我們還可以利用日晷確定南、北方向。我國地處北半球，早晨日在東、影在西，傍晚日在西、影在東，只要找出早晨和傍晚影長(zhǎng)相等的兩個(gè)端點(diǎn)，它們的連線就是東西方向，連線的中點(diǎn)與表盤底的連線就是南北方向。

遺憾的是，日晷計(jì)時(shí)只能在有陽光的時(shí)候進(jìn)行，而且只能精確到時(shí)辰。如果遇上多云、陰雨天或是在晚上就不能使用了。隨著科技的發(fā)展，古人又研制了可以記錄時(shí)、刻、分的水運(yùn)儀象臺(tái)。