明代圭表

The Gnomon

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 明正統二至七年(1437-1442AD)間製造,可以用來測
定回歸年長度和二十四節氣。

它是中國最古老,也是最基本的天文儀器,由兩個
部份組成;一是正南北方向水平放置的尺,稱為圭;另
一為垂直站立於尺南端的標竿,稱為表。真正始於何
時,已不可考,但可想像它是由立竿見影演變而來,史
書中有記載圭表的使用最早大約在公元前七世紀的周魯
文公時代。

圭表的用處:一、可利用每天表影投射在圭面上的時刻
定出正午。二、觀測表影的長度可定出每年的夏至日及
冬至日,表影最長一日為冬至日,最短一日為夏至日,
進而可推算出一個回歸年的長度,通常以當時測定出的
冬至日和數百年前的冬至日相比較,其間相隔的日數除
以相隔的年數,即可得到精確度相當高的回歸年日數(太
陽年),明代天文學家邢云即以精密的圭表,測得空前精
度的回歸年為365.24219日。三、觀測不同地點夏至日的
影長來測量兩地的距離,但實測証明不太可靠。四、可
於夜晚確定某些恆星過中天的時刻,而算

出恆星的去極度(恆星與北天極的角距)。

  圭表的校正方法:因為表是垂直的,可以懸掛重物的線來檢驗,並在圭面上刻一
些溝槽,注入水即可調整水平;至於南北的定位,可記錄當天的日出及日落時的表影
方向,以表為圓心劃一大圓,在兩影的交點連成一線,即為東西向,再取其中點與表
連接,則可定出南北向,之後的天文儀器大多以此法定位。

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