古天文 | 变化的影子与时间

关键词：影子，日晷，圭表，天，年，时间，二分二至。

上期名为“最初的观察”，这里提一点，要想真正认识事物，要学会去“观察”而不是去“定义”，不要被“形”所缚。如记忆“太阳是太阳系的中心天体，占有太阳系总体质量的99.86%”。上期的内容主要讲的是，因为太阳照射产生的影子长短变化和地面四季变化的同步性。有的朋友看到两分两至的太阳照射图会产生疑惑，太阳不是每天都在“围绕地球转”吗？而两分两至的照射点，是隔了一个季节。用现代体系，叫做太阳周日视运动，和周年视运动，这个后续再来介绍。

太阳不可直视，我们通过影子来观察其运动。

在白天里，古人发现了太阳从东边地平升起，慢慢地升起到我们头顶，再慢慢地朝西边地平落下。在这个过程中太阳似乎是在天上转圈，而地面的影子也跟着转圈。为了观察这一现象，古人发明了日晷，又称“日规”。其构造简单，由一个圆盘在起中心垂直竖着一个圆棒组成。随着一天太阳的升降，圆盘上圆棒的影子也在不断的旋转，当然了与此同时影子的长短也在不断变化。古人发现了第二次太阳升起落下和落下影子扫过的范围和长短似乎没有区别，也就是相近的两个白天的影子扫过的范围没有变化。

随着白天黑夜的不断交替，四季开始了交替，影子的变化变得更为明显了，不仅体现在扫过的范围上，还有最长最短的影子的长度也开始了变化。白天里正午影子的变化和大地上四季的变化表现了同步性，那么这种同步性具体是什么呢？古人发明了另一种工具记录这种影子的变化情况。这个工具很简单，构造是由一根竖直着的木条连着一根横放的木板组成，称作“土圭”、“圭表”。

上图中，横放着的叫圭，竖方着的表，其实叫什么无所谓，关键的是横放着的木板要长一些，要能把最长的影子也记录下来。古人发现，夏天影子最短，到了第二个夏天最短的影子还是在同一个位置，冬天影子也是如此表现。那么，至此一个四季的循环就完成了。

在生活中不难发现，昨天和今天的太阳变化和气候变化好像没什么区别，此可视作完成了一个循环。然后呢，第一个四季即春夏秋冬的表现和第二个四季的表现好像也没什么区别，也同样视作完成了一个循环。这样我们就发现了“规律”，规律就是重复、循环。这两个规律都是古人在观察太阳的情况下发现的，本质是日循环和四季循环。

人们把日循环称作一天，而四季循环称作一年，并且发现大约365个日循环后，四季开始了下一个循环。那么所谓的“天”是什么，“年”是什么？所谓的“时间”是什么？想必大家应该有所体会了。时间只是在描述物体运动，或者描述某种周期，反正体会到这点就够了，不必纠结一些表述。

在这个宇宙中，不同的生物，不同的种族，不同的星系，“时间”并不通用，但其本质应该都是以某种重复、循环为基本参照。

事实上，在日晷的影子记录中，古人发现了在“年”的循环中，影子扫过的范围同样和四季变化有着一种同步性。影子扫过的范围从很大的一块扇区慢慢减少到很小的一块扇区，然后再慢慢增大。与此同时，地面的四季正从夏天到秋天，再到冬天，再到春天，再回到夏天。人们的直观感觉是，夏天白天长，冬天白天短，春夏白天黑夜差不多。而在古代，我们是用日晷记录的影子来确定。

这里古人最先发现了特殊的地方就是，圭表上影子最长的那段时间也就是冬天，日晷影子的范围是小扇区。并且随着圭表影子达到最长的时候，这个扇区也是最小的时候，也就是冬至白天时间最短。其他季节圭表正午影子的长短和日晷白天影子扫过的范围也有某种类似的同步性。并且，古人还注意到一个特殊的位置，那就是日晷影子范围两次成为半圆的时候，一次是在春天，一次是在秋天。而那么此时，二分二至的概念基本形成了。“分”指的是春分、秋分平分昼夜，白天日晷影子扫过范围恰好是半圆的时候，“至”指的是夏至、冬至，正午圭表影子最短最长的时候。

下期我们将从太阳光的视角来介绍二分二至，并接着讲讲“年”。