 太陽升到天空時，明亮耀眼，在周圍什么參照物也沒有的情況下，人們就發(fā)現太陽光照在物體上的時候總是會分出陰面和陽面，同時地上還會留下影子，且這種影子還會隨著太陽的移動發(fā)生響應的變化。據我們可以搜集到的歷史資料的詳細記載，古人至少在公元前7世紀就己經用“立桿測影”的方法來測量太陽了。 這在《周禮》一書中就有關于土圭測日影的記載。書中說：“土圭見有五寸，以至日……舊至之景，尺有五寸’?！边@些均為對夏至日桿影長度的記錄，同我們現代測定的尺寸是一致的。 古時候科技尚不發(fā)達，人們測日月星辰，難度很多，也很大。古語云：“天有不測風云?！碧鞖獾淖兓S時會影響你的觀察，比如當你仰頭看星斗的時候，正好遇到陰天烏云，黑燈瞎火，無奈就只好等來日了：當你立桿尺準備測量桿影的時候，再逢一連幾個陰天，則今年該節(jié)氣的測影結果就一無所獲了，只得等來年再測，倘若第二年測這個節(jié)氣時依然是陰天，那就只好接續(xù)往后推。由于天氣變化異常，人們甚至還會產生許多離奇的猜想，認為有著某種神秘的色彩，給測量蒙上了陰影。但是古人并沒有被這種困難所嚇倒，在這一方面傾注了極大的耐力和熱忱，為我們走到了今天這一步奠定了堅實的基礎。 在古代，有很多種觀測天體與節(jié)氣的方法，天體星群離我們很遙遠，而且我們是將天空分成十二等份，比方說北斗星所指方位每兩個節(jié)氣才有一個名稱，所以，在觀察上就有很大的余地，觀測物候的時候也會因各種動植物受到非正常天氣變化的影響而產生差異，相比之下，只有圭表測日影的方法最為精確。太陽照射下，桿影在午時與土（石）圭相重合的測量時間，非常短暫，只有幾分鐘，而桿子的高度不變、土（石）圭的位置不變、測量的尺寸和刻度不變、每節(jié)測量的時間不變，只有太陽照射的高度和桿影的長短發(fā)生變化。這里桿影長度的變化就是測量二十四節(jié)氣的重要依據。日月星辰、物候特點、圭表測影綜合全面地確保了二十四節(jié)氣的科學合理性。 在我國就有圭表測日影的一處文物保護單位，這就是河南省登封縣的古觀星臺。此觀星臺是周朝時期周公在這里“壘土為圭，立木為表，測日影，正地中，定四時”所建立的。它是利用一根直立八尺（古尺）長的桿子，通過觀測桿子在一年四季每天中午時投在地上的影子長度的變化情況來測量節(jié)氣。在天氣炎熱，投射在地上的桿影最短的一天定為夏至：而在天氣寒冷太陽對地照射角度偏低的時候，投在地上的桿影最長的一天便被定為冬至。冬至后，桿影漸漸縮短，直到天氣變暖桿影最短的夏至，一年四季就在桿影最長的冬至和桿影最短的夏至的范圍之內變化，該測量方法被稱為土圭表測影（或石圭表測影）由于每個節(jié)氣之間的間隔約為十五日，因此桿影的記錄長度變化也非常有規(guī)律。 古人利用固定尺寸的（一般為古尺八尺）桿子測繪，并對每個節(jié)氣變化的桿影尺寸加以文字記載，以此來界定每個節(jié)氣。我們今天所能看到的元代前書籍記載的古代桿影古尺長度均以河南登封測量臺所測尺寸為準。 另外，很多天文學者對這一科學研究做出了巨大貢獻。元代的時候，以郭守敬為代表的一批天文學者把八尺長的測影桿子一下子加高到四丈，使整體高度加高了五倍，如此一來，就大大提高了測量的精度，與此同時，郭守敬還將測量點擴大到北緯15度至65度的范圍，在全國共設了27個測量點，詳細記錄分析全國各地同一天所測數據的差異，從而使我國在歷法及節(jié)氣使用方面走在了世界前列。 人們對節(jié)氣的認識源于對客觀世界自然現象運動變化的長期觀察和思考。人們在日常生活中所接觸到的自然現象不斷給人以感覺的積累，人們于是也就在積累中發(fā)現了天上的日月星辰與世間事物的必然聯系。有了文字后，古人便用文字來記載這些變化。截至目前，我們能夠找到的最早記錄星象物候變化與一年中四季、月份關系的書是 《夏小正》，《禮記·禮運》篇中記載“孔子日，我欲觀夏道，是故至祀，而不足征也，吾得夏時焉”，《史記·夏本記》篇中記載“孔子正夏時，學者多傳《夏小正》云”，后人便以此為據，認為《夏小正》是夏代的歷法（即夏歷），因為在《夏小正》中所記載的內容和所觀察的范圍均為后來形成二十四節(jié)氣的基礎，是古人在氣象、物候方面取得的具有里程碑意義的成就。 《夏小正》全文共計四百余字，它以全年十二個月為序，記載了每月的天象、物候、民事、農事、氣象等方面的內容。古文《夏小正》用字十分簡練，記載的文字多為二字或三字一句，隨著時間的推移，今人讀起來會感到有些難度。但文字所記載的星象位置，經有關專家研究證明是夏、商兩代都可以觀察到的現象。《夏小正》一書，表明我國古人對于星辰尤其是北斗星的變化規(guī)律的研究在當時已經達到了較高水平?！断男≌窌懈鶕炜招窍蟮奈恢茫浜嫌涊d了相應物候變化，“雁北鄉(xiāng)，獺祭魚，鷹則為雞，有鳴倉庚，鷹始摯，寒蟬鳴，隕糜角”等諺語都與現代所見七十二候應內容相同。 可以想象，遠在三千多年前的古人就能用如此簡練的文字歸納總結記錄全年的星象和物候現象，是何等不易，其中有些還是首次見于文字記載。過去古人用手抄記錄傳播《夏小正》，隨著時間的推移，多種版本紛紛問世，雖然各版本間都有一些小差異，但卻都無礙大局。 《夏小正》一書為我們研究我國古代天文及農耕文明的發(fā)展歷程，提供了珍貴的文字資料。 我國古代設立了很多觀測天象的天文臺，只是古稱不同，其中有靈臺、清臺、天臺、云臺、觀臺、侯臺、瞻星臺等?，F存的遺址有洛陽靈臺實景、河南登封觀星臺、北京古觀象臺等。其中最值得一提的是，2003年在山西省襄汾縣陶寺遺址，考古工作者發(fā)現了距今4100多年的、世界上最早的古觀象臺。專家學者們通過將近兩年的時間，對其進行詳細觀測，驗證了當時的人們曾通過該觀象臺來觀測節(jié)氣的變化。這和《尚書·堯典》中記載“歷象日月，敬授人時”的時間段相符。這些實物讓我們看到古人的智慧的同時也讓我們中華民族引以為豪。 |
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