日晷:古人依靠太陽照射的影子計時,那陰雨天沒有太陽怎麼辦

2020-12-05 深耕文化

關於日晷

去年改編自馬伯庸小說的《長安十二時辰》隆重上映,影片中,有大量日晷的鏡頭,不難發現,在唐代這種日晷計時極為盛行。現在日晷在我們的生活中也比較常見,多在一些古代大院之內。

比如故宮內,喬家大院內等,都有這種類似於鐘錶一樣的計時工具,那麼日晷不用機械,不用電池,怎麼準確記錄時間呢?從日晷的錶盤上,我們可以發現,日晷上的刻度是中間指針的影子落上的,也就是說影子就相當於我們的鐘表指針。

當太陽升起來,隨著高度和方位的不同,影子的方位也不同,因為中間的指針是固定的,所以影子圍繞著中間的指針「轉動」,如此一來,就可以達到我們想要的效果。既然日晷是利用指針的影子來計時,那就得必須有太陽,如果遇到下雨天沒有太陽怎麼辦?

日晷的來源

在我國古代,有關日晷最早的記錄是在周朝,周朝人們就已經習慣用日晷來計時,並且發明了其規則,即一天12個時辰,24個小時,並在日晷上詳細標明其刻度。

1897年,我國出土了現存最早的日晷,出土於自內蒙古自治區託克託,史料《漢書·律曆志》中曾寫司馬遷:乃定東西,主晷儀,下刻漏。說明在古代,日晷的製作需要專業的人士製作,並且要熟悉天幹地支等。

其實在國外,希臘人在很早也已經利用日晷計時,雖然和我國的日晷外形上有所區別,但是原理作用大同小異,畢竟我們共用一個太陽,外國人發現日晷計時也是情理之中。

英國科學家李約瑟在他的《中國科學技術史》一書中,就明確表明,日晷在世界的發展中,中國和西方是並行的。也就是說,我國古代人民也較早地掌握了先進的天文技術。

日晷的結構和原理

在一些現存的日晷中,雖然其錶盤上所繪的刻度有所不同,但大體上都非常相似,結構上,晷面都是傾斜於水平面,由晷面、晷針、刻度組成。相對來說,還是非常簡單的。

一般來說,日晷的晷面上是三個圓,最裡面的圓圈表示天幹地支,即:子、醜、寅等,中間標有12個時辰,外圈對應的「初」「正」兩格。這種日晷在古代較為複雜,實質上,在民間日晷中,只用來記錄一天的時間,不用來記錄節氣。

那些記錄節氣的日晷,多數是赤道式日晷,可以記錄春分秋分等,《周髀算經》中記載:故冬至日晷丈三尺五寸,夏至日晷尺六寸。冬至日晷長,夏至日晷短。

在一天中,當太陽照射到晷針上,影子就在相反的方向,我們在這個方向標上刻度,比如上午9時。隨著太陽的升起來,影子在不斷變短,下午影子又逐漸拉長,這也是為什麼要做成斜式的原因。

無論我們是在北半球還是南半球,影子的長度和方向都是在變化的,理論上來說,根據影子的方向和長度都可以計時,但是相對而言,用影子的方位計時顯得更為方便。

古代人們很早就發現,太陽的東升西落,一年內太陽的變化等,所以太陽是古人最好奇的天文現象之一,可以說,日晷是古代人們根據地球的自轉和公轉而發明的最簡單實用的計時工具。

但是,由於日晷的計時必須依靠太陽,所以當晚上來臨,或者下雨天來到,日晷就沒有用武之地了。下雨天需要「水鍾」等計時器,晚上可能就需要打更了。

古代的計時器

漏壺

1968年,在我國河北出土了一個青銅漏壺,經過專家考證,這種漏壺往往都是三個在一起共同工作,壺壺相連,在最下面的壺裡,刻有刻度,用來計時。而且,這種刻度非常精確,比日晷更加地準確。

而且在漏壺的兩側,專家還發現了節流裝置,用來控制水的流速。不過這種漏壺因為做工簡單,而且都是青銅,極其容易被腐蝕,慢慢就變得不實用了。

漏刻

在漏壺的基礎上,經過原料和外觀的改進,漏刻的出現,彌補了計時器的不足,在古代,漏刻具有極其重要的軍事價值。《六韜·分兵》中就有:明告戰日,漏刻有時。漏刻是戰時計時工具,在徵戰中,幾時城門打開,幾時班師回朝,都有重要的時間根據。

在古代,漏刻慢慢成了民間的計時工具,朝廷開始在民間重要的關卡設置「譙樓」,用來專門給百姓計時用。同時也有防火防盜的作用,打更人會夜夜死守,保證不會出錯。在古代,這種在「譙樓」上班的人達20多人,他們往往各司其職,為銅壺保養,為銅壺保溫等。

東漢的科學家張衡,發現漏刻的級數越多,其記錄的時間越準確,所以張衡發明了多級漏刻,將晝夜的誤差穩定在40秒直到1657年,歐洲人發明了擺鐘,才將晝夜差縮短到20秒,我國漏刻領先時間計時足有1500多年。

水運儀象臺

在北宋,宰相蘇頌帶領百姓建造了更加高級的計時器,水運儀象臺,整個工程耗資五萬錢,這充分說明了我國古代對時間的重視。其原理和漏刻相似,只是用了更多級的漏刻,推動天文鐘和渾象儀,以達到報時的功能,可見我國古人的智慧。

現代的日晷

隨著社會的發展,古代的日晷顯然不適用了,我們想知道時間,看看手機就可以知道。如今,日晷的身影只有在一些博物館或者旅遊景點才可以看到。

為了讓人們方便認識日晷,現代的人們在日晷的上面標上了阿拉伯數字,這樣更加容易理解日晷的原理,這在我們的小學自然課本中常常見到。

古代的人,囿於科技水平的限制,對天文現象雖然感興趣卻無法有更大的發現,如今我們有天文望遠鏡,想知道宇宙中的動態隨時都可以。

儘管如此,日晷的發明還是帶動了我國古代天文觀測的發展。相信在以後,我們會發現更加有趣的天文現象,發明出更加先進的科學儀器。

相關焦點

  • 日晷和漏刻 你知道這些古老工具的計時原理嗎
    現代人往往通過鐘錶來計時並安排工作和生活,但我國在清代以前是沒有鐘錶的,要想計時的話很不容易。當然,這並不代表古代沒有計時工具。古代人們在長期的生活和生產實踐中,通過對一些自然現象的不斷觀察,逐漸掌握了日升日落、星辰出沒、月亮圓缺等周期性的變化規律,並以此為契機便發明了各式各樣的計時工具。「日晷」就是其中之一。所謂日晷,就是人類根據日影位置的變化來測量時間的一種工具。
  • 沒有鐘錶古人怎麼計時? 古人的計時方法有哪幾種?
    沒有鐘錶古人怎麼計時? 古人的計時方法有哪幾種?時間:2016-12-13 11:02   來源:360問答   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:沒有鐘錶古人怎麼計時? 古人的計時方法有哪幾種? 在沒有手錶也沒有掛鐘的古代,人們怎樣計時呢?
  • 日晷儀——古代計時羅盤
    日晷儀也稱日晷,是觀測日影記時的儀器,主要是根據日影的位置,以指定當時的時辰或刻數,是我國古代較為普遍使用的計時儀器。日晷雕塑,大型景觀雕塑,漢白玉雕塑戶外羅盤雕塑,古代計時器雕塑日晷名稱是由「日」和「晷」兩字組成。「日」指「太陽」,「晷」表示「影子」,「日晷」的意思為「太陽的影子」。因此,所謂日晷,就是白天通過測日影定時間的儀器。日晷計時的原理是這樣。
  • 用影子計時——日晷的使用
    所以每天同一時刻晷針影子在晷面的位置也固定不變,影子隨太陽位置變化而移動。人們據此,把晷面等分12份,對應十二地支,也就是我們古代說的時辰,每個時辰表示2小時,又各自再等分兩份,為初時、正時,再精確可以到刻。
  • 日晷和漏刻:那些古老時光的計時器
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  • 古代人沒有手錶,他們每天工作生活中是怎樣來計時的?
    其實,在古代社會中,人們的智慧不比現代人低,古代有著眾多的計時工具,比如日晷。日晷是利用太陽照射產生的影子來計時的,由於太陽的東升西落,所以影子的方向也會變化,早晨時段,影子在西面,傍晚時候,影子在東面,影子在盤面上正好划過了半圈。然而,日晷只能用于晴天,在陰雨天氣用不了。所以,古人還有其它的計時工具。
  • 《長安十二時辰》中的時間細節:計時官、計時法以及計時工具
    中國古代計時工具《長安十二時辰》的片頭都有日晷,既用來表示劇集集數,也是「鐘錶型」進度條。主創人員還根據時辰的不同,變換著晷的位置和日晷上陽光的色調,可以說是細節之處見真知。事實上,日晷作為計時工具,早在公元前16世紀的埃及就已經出現並使用了。我國關於日晷的最早記載是在《隨書·天文志》中,公元574年一個名叫袁充的人,製作了「短影平儀」,據推測短影平儀就是一種地平日晷。
  • [五下]計時工具
    知識介紹1.古代的計時工具現在幾點了?這個我們每天都會遇到的問題,在古代可不是那麼好回答的。
  • 中國古代的計時器——日晷
    時間:  公元前2357~2258年,朝代堯,日晷測時已達相當高的精度(記載文獻:殷墟出土卜辭《尚書•堯典》)  功能:  利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置當太陽光照在日晷上時,晷針的影子就會投向晷面,太陽由東向西移動,投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。於是,移動著的晷針影子好像是現代鐘錶的指針,晷面則是鐘錶的表面,以此來顯示時刻。  運作原理:  在一天中,被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著:  第一是影子的長短在改變。
  • 【地理探究】日晷是個什麼鬼?考點給你整理好了!
    通俗來說「日」指「太陽」,「晷」表示「影子」,「日晷」的意思為「太陽的影子」。通過測量太陽的影子來計量時間,這就是日晷的基本原理。    早在周朝時期,民間就開始用日晷計時,距今已有三千多年的歷史。也許你想問,日晷是如何計時的?人類對於時間的感知,最早的來源就是太陽,日升日落,周而復始。
  • 古代沒有鐘錶,古人都用什麼工具來分辨一天中不同的時間
    得益於他們的計時工具,大多是滴漏和線香。除了通過滴漏、燃香等來計時,古人還發明了日晷、圭表、水運渾動儀、水運儀象臺等。這些計時器相輔相成,與時俱進,為古人提供更為準確的時間。圖1 日晷先來了解一下我們經常聽到的日晷,日晷又稱「日規」,是最早的計時工具之一,日晷本意是指太陽的影子,故而它的計時原理也和太陽有關,通過太陽投影的移動方向來確定並劃分時刻,由晷面和晷針組成,晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度並不是都相同的,因為不同的緯度太陽光的照射時長不同。因此,日晷有水平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。
  • 為什麼《長安十二時辰》裡,要用幾種不同方式來計時?
    為什麼《長安十二時辰》裡,要用幾種不同方式來計時?最近大熱的《長安十二時辰》已經更到23集,追到現在,阿羅發現認識的小夥伴已經全部入坑,辦公室裡的小姐姐們,午休話題已經從TF最新口紅色號到四字弟弟的顏值和雷大頭的演技。
  • 古代沒有鐘錶,中國人如何計時?原來最早的鐘表就是宇宙!
    光能照射到木桿的一面為陽,照射不到的一面為陰,既然有陰就會有陰影。這就是最早的土圭,既然有陰影,而且陰影的長短和角度還在時刻變化,所以,我們的老祖宗經過長期地觀察總結土圭陰影的長短變化規律,總結出了中國人最早的四季:立春、夏至、立秋、冬至。
  • 古人沒有手錶,是如何準確判斷時間的?
    時間是人類發明的最偉大切萬能的計量單位,人們才剛剛從猿類生物進化為類人猿的時候,那時候的行為和猿類沒有任何區別。對於他們的生命來說,就只有兩個意義,一個是食物,而另一個就是繁殖。除此之外,就沒有其他的任務了。但是隨著時發展,直到兩三百萬年前,劇烈的行星變動迫使人類祖先的中央神經系統以每三千年一毫升的平均速度,發展出更多腦灰質和腦白質。
  • 沒有鐘錶、手機的古代,古人是如何看時間的?
    就拿看時間來說,我們想要知道它是一件很容易的事,什麼手錶啊,手機啊,電腦啊,都可以準確的告訴我們時間,但是在古代呢,古人是怎麼知道時間的呢?今天,作者為大家分享一些古代的計時方法,看看有哪些驚嘆到了你?太陽日出而作,日落而息,看太陽可以說是一種最簡單、最原始的看時間方式了,這也形成了古時候人們的勞作規律。
  • 石雕日晷的工作原理是什麼
    石雕日晷通常是由銅製的指針和石制的圓盤組成。日晷是觀測日影記時的儀器,是我國古代較為普遍使用的計時儀器。日晷的計時原理是根據一天中影子方向的變化來的。石雕日晷-凱巖石業石雕日晷-凱巖石業>石雕日晷,本義是指太陽的影子。
  • 人類終於讓影子進化成了「電子表」
    陪你邊玩邊學,每天漲點新知識如今人們對影子的利用五花八門,有位發明家竟然把日晷裡的影子變成了「電子」表。日晷是古人發明的計時裝置,利用影子作為指針,來指向時間刻度,它原本長這樣:它的發明者是來自法國的發明達人@Mojoptix,這位不願讀指針的大叔利用數學、代碼知識和3D列印,將日晷進行了「究極進化」。其工作方式和傳統日晷一樣,利用太陽東升西落的位移,除此之外不需要任何電動部件。
  • 「一寸光陰,一寸金」跨越歷史的長河,探尋古人是如何記錄時間?
    其計時的劃分方法,在《晉書·律曆志》景初歷的記載較為詳細:「黃初二年七月十五日癸未,日加壬。月加丙食。」古人非常聰明,很早就發現日月星辰等天氣現象的運動和時間有某種聯繫;掌握星星月亮太陽運行的規律,觀察太陽月亮的方位,了解星星分布的位置,就可以知道了解當時大概的時間。