古代天文扫盲：二十八星宿
山西玉皇庙：二十八星宿雕塑
三垣四象二十八宿与九州分野
二十八宿與命運
手绘二十八星宿
北方玄武
日晷月晷星晷
计时器历法
阜阳汝阴侯汉墓墓内出土竹木简、漆器、铜器、铁器、陶器等共多件。简的内容有《诗经》、《刑德》、《苍颉篇》等，其中《苍颉篇》已整理出余字，比过去出土的字数多得多，是研究秦汉文字的珍贵资料。漆器中比较重要的有六壬栻盘、太乙九宫占盘和二十八宿圆盘。六壬栻盘是已发现的最早的一件，太乙九宫占盘在考古发掘中是第一次发现。
▲阜阳汝阴侯汉墓西汉二十八宿圆盘
六壬栻和太乙九宫占都属伪科学之类，但它和古代天文、历法有密切联系，仍然是科学史研究中值得重视的资料。二十八宿圆盘是一件未能定名的古代天文仪器，应是为六壬栻盘定宿度用的。
此件圭表是世界上迄今为止所见最早的圭表实物，二十八宿星盘更是世界上现存最早的天体位置观测仪器实物，是中国浑仪的始祖。
什么是“圭表”？
圭表（guībiǎo），
是测量日影长度的一种天文仪器。
由“表”和“圭”两个部件组成。
圭是平卧的尺，表是直立的标竿。
表放在圭的南、北端，与圭垂直。
“圭表”的起源和发展
早在公元前20世纪，陶寺遗址时期，
我国中原地区已使用圭表测影法。
当时，我们的老祖宗已学会用简易土圭
实测日晷（rìguǐ，意指“日影”），即：
在地上立起一根木杆或石柱来测量光阴，
根据日影长短来确定时间，
这就是成语“立竿见影”的由来。
年，考古学家在安徽阜阳
西汉汝阴侯墓（公元前年）中，
发现古代用于测量正午日影长度
的天文仪器“圭表”，
是世界上现存的年代最早、
且具有确定年代的圭表。
淮阴侯圭表
年，元代杰出天文学家
郭守敬在河南登封的告成镇设计并
建造了一座测影台——河南登封观星台，
它是中国现存最早的古代天文台。
整个观星台相当于一个测量日影的圭表。
高耸的城楼式建筑
相当于一根竖在地面的杆子，称为“表”，
台下有一个南北方向类似
长堤的构造，
相当于测量长度的尺子，称为“圭”，
也叫做量天尺。
每天正午，太阳光照在横梁上的
影子投射在量天尺上。
通过测量一年当中影子长度的变化，
可以确定1年的长度。
圭表测时的精度是与表的长度成正比的，
这个硕大的“圭表”，
使测量精度大大提高。
我们知道，在平气法的原则下，
回归年是太阳在天球上连续两次通过
分至点中任意一点的时间，
古人名之为“岁实”。
郭守敬、王恂等人编制的《授时历》的岁实
为.日，与我们今天使用的
《格里历》数值相同。
在很长的历史时期内，我国所测定的
回归年时间精度一直位居世界第一。
年，考古学家在安徽阜阳西汉汝阴侯夏侯灶墓（下葬年代为文帝十五年，公元前年）中发掘出大量珍贵文物，其中一件漆器因功能不详而被称为“不知名漆器”。经过多年的研究，石云里发现这件物品是古代用于测量正午日影长度的天文仪器“圭表”，是世界上现存年代最早、且具有确定年代的西汉汝阴侯圭表。
很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方向，则可知道时辰。后来，发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平铺在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。
经过长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。
于是，古人就以正午时的表影长度来确定季节和一年的长度。譬如，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度，难怪我国古人早就知道一年等于天多的数值。
通过进一步研究计算，古代汉族学者还掌握了二十四节气的圭表日影长度。利用圭表和日晷，人们将每年日影最长定为“日至”（又称日长至、长至、冬至），日影最短为“日短至”（又称短至、夏至）。在春秋两季各有一天的昼夜时间长短相等，便定为“春分”和“秋分”。在商朝时只有四个节气；到了周朝时发展到了八个；至秦汉年间，二十四节气已完全确立。公元前年，由落下闳、邓平等制定的《太初历》，正式把二十四节气订于历法，明确了二十四节气的天文位置。
这样，圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年以及二十四个二节令的日期，作为指导汉族劳动人民农事活动的重要依据。
古代的天学仪器大致可分为以下三类：圭表、漏刻和仪象。壹｜圭表在没有钟表的年代，人们很多时候白天用太阳的位置或是影子来判断时间。古人最早认识的影子就是人影，就是自己的影子；《史记·夏本纪》说大禹治水的时候，“以身为度”。长期观测，古人发现这种变化有两种周期，一种是昼夜周期，一种是年周期。后来古人发明了圭表。根据《周髀算经》记载，“周髀长八尺，髀者，股也”，髀就是表。这就是说早期的表高为8尺，刚好相当于人的身高。表是古人发明的度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成，表就是树立在地上的竿子，在古书中表还称为竿，臬，髀等，有竿就能观察影子；圭是放置在表北（因为中国大部都在北回归线北）有刻度的平板，可以直接读出正午表影的长度，也叫做量天尺。据记载，三千年前，周公旦在河南登封县阳城设置过一种以测定日影长度来确定时间的仪器，称为圭表，这是世界上最早的计时器。由于圭表测量数据对历法是很重要的参数，而客观环境和光线漫射都会影响精度，历代对表制作都在改进，力求数据精确；宋沈括
宋代科学家沈括于熙宁七年（年）提出两项改进：一是将表置于一仅顶部有条缝隙的密室，减弱漫射影响；在表影中再立一副表，使两表影端重合，使测量的影长更准确。元代郭守敬也对表做了重大改进，一是增高表高达40尺；因为我们知道表测精度是与表高成正比的；后明代邢云路曾把表高增加到60尺；也使他测得的回归年长度精确到.日，使当时世界上最精密的数据，每年仅误差2.3秒；二是郭守敬发明了景符；利用小孔成像原理，使影长测量误差在两毫米内。景符的原理是，使照射在圭表上的日光首先通过一个小孔，再射到圭面,形成一个米粒大小的光点，它的边缘也很清楚，可以量取比较准确的影长。解决了日影边缘的清晰问题，就可以加大表高来增加测量冬至时刻的精度。河南登封观星台以圭表测时，一直延至明清，南京紫金山天文台的一具圭表，是明代正统年间（－年）所造的。测影的方法：立一根垂直于平地的标杆（一般长八尺），每天早、中、晚三次测量日影长度的变化，还要与漏刻和夜间北极星的位置相参照，每天日影最短的时刻，就是太阳上中天的时刻。据古籍记载，圭表主要的作用是用来定方位和节气：第一，测定天下之中，帝王作为天子，应该是知天的圣人，测天测时间，先测四方（表为中），而他所处的位置就是表的位置，便有天下之中的概念；王者居中而治；这也就是中原为什么是历代帝王必争的宝地。天下之中在何处？古籍称南北正中间夏至正午影长一尺五寸，就是天下之中。这个天下之中在哪儿？古人认为就在嵩山脚下登封阳城，这里号称“天地之中”。当然现在看来这一观点不一定正确。第二，精确地测定南方，从而可以定出东西、北方。《周礼·冬官·考工记》记载了：白天参考验证太阳上中天时的影子，夜间参考验证北极星的位置，用以测定方位。《周礼·冬官·考工记》、《周髀算经》都记载了：以表为圆心画出一个圆圈，并将日出和日落时表影与四周相交的两点记录下来，便可以通过连接两点的直线得到正东西的方向；线的中点，跟表本身的连线，就是正南和正北。古人对方位很重视。我国处于北半球，太阳总是在南面运动；坐北朝南就成为人们的生活习俗；所以古代典籍中的方位记载都是上南下北，左东右西；与现代的地图方位刚好是相反的。古人也常用方位表示地位，身份的尊卑；南面称王、北面称臣、左表示东方；也表示地位低下；右表示西方，也表示地位尊贵；故以坐西向东为尊贵。《史记廉蔺列传》：“以相如功大，拜为上卿，位在廉颇之右。”我们平时常说的做东、东道主，就是因为东为下位，表示对客人的尊崇。第三，圭表测定日影长度以定时间，定节令，定回归年。利用一天中表影角度变化判断时刻，用影子最短可以定出午时，即一天时间的中点；
到现在我们还是把一个白昼分为上午和下午两半；
日晷就是在此基础上发明的。
从正午日影最短到日影最长，也可以定出夏至和冬至点，长期观测可以算出来回归年的长度，也就是现在我们说的一年日。
《后汉书·律历志》云：“日发其端，周而为岁，然其景不变。四周，千四百六十一日而景复初。是则日行之终。以（四）周除（）日，得三百六十五又四分之一日，为岁之日数。”
从表影的角度还可以定出月份、季节、二十四节气。
太阳上中天的时刻，就是午时，此时日影直指正北，太阳在正南。
一年中午时日影最短的一天，即夏至；
日影最长的一天，即冬至。
从冬至到明年的冬至，就是一回归年。
从夏至到冬至间的平分点，就是秋分；
从冬至到夏至的平分点，就是春分；
这样分下去就可以得出二十四节气。
计时装置日晷日晷是圭表在计时上的应用，是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器；由晷针和晷面两部分组成，又称“日规”。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。日晷通常由指针和圆盘组成。指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”；圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面；这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。晷面两面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰；每个时辰又等分为“时初”、“时正”，这正是一日24小时。人类使用日晷的历史非常遥远，古巴比伦在远古时期的年前就开始使用了，我们现在能证明的中国是在多年前的周朝。“圭表”的主要作用
1辨方正位
大约在新石器时代，
古人便掌握了利用表来确定方位的方法。
辨方正位的简易方法见于
战国时代的《考工记》和《周髀算经》，
具体做法是：
在空旷的平地上树立一表，
以它为中心在地面画圆周，
再测出日出、日落时表的影子与
圆周的交点，然后将它们连接起来，
由此可以确定东西方向。
单表法辨方正位
这种方法有一个缺点，
由于日出日落时的表影比较虚淡，
其与圆周的交点并不容易定准，
所以使用这种方法确定的方向
也相对粗疏。
西汉早期的《淮南子》一书
记载了一种更为精确的立表定向的方法，
需要定表和游表配合使用，
具体如下：
双表法辨方正位
2
揆气定时
表最重要的作用
当然在于测定节气。
公元前年，落下闳、邓平等人
编制《太初历》，
正式把二十四节气订于历法，
明确了二十四节气的天文位置。
二十四节气的命名反应了
季节、物候现象、气候变化三种。
反应季节的有：
夏至、冬至，分别指
白天最长和黑夜最长，
合称“二至”，“至”为极致；
春分、秋分，分别指白天和黑夜
一样长的两天，合称“二分”，代表“平分”；
立春、立夏、立秋、立冬，合称“四立”，
“立”表示“开始”。
反应物候现象的是
惊蛰、清明、小满、芒种；
反应气候变化的有雨水、谷雨、小暑、
大暑、处暑、白露、寒露、
霜降、小雪、大雪、小寒、大寒等。
二十四节气，
是中国古代订立的一种用来指导
农事活动的补充历法，
是传统历法的关键和核心。
“圭表”的文化意义
1
促进了算学发展
古人之所以学会立表测影，
很大程度是由于
人自己在太阳下影子的观察。
原始的表为模仿人体测影而出现，
所以支撑人体直立而完成测影
的股骨便自然地移用作为表的名称。
《周髀算经》说：
“周髀长八尺，髀者，股也。髀者，表也”。
传统表的高度被规定为八尺，
刚好相当于人的身长，
这同样显示了人体测影的遗俗。
古人立表必先校正表的垂直，
这使得他们认识到了直角三角形
三边的关系，
并且以直立的表取于
人的髀股而名“股”，晷影之长为“勾”，
完成了对勾股定理的证明。
体现了天文学对算学的促进。
2
赋予了诚信的意义
表的另一个更常使用的名称
叫“槷（niè）”，或作“臬（niè）”。
古人认为“至信为时”，
所以用来测度时间的赋予了诚信的意义。
成语“奉为圭臬”，
意思是比喻把某些言论或事
当成自己的准则。
古代盟誓将盟辞书于石圭，
也是借圭所具有的信实内涵
体现盟誓见信的宗旨。
这充分反映了圭表对于
中国传统文化的深刻影响。
3
富政治与哲学意义的名称--“中”
“中”本为立表测影与建旗取中的会意字。
这些活动则可引申出
“中”所具有的中正与中央的双重内涵。
立表的基础在于首先保持表的垂直，
这意味着这时的表处于一种
不向东、西、南、北
任何一方倾倚的中正状态，
这使“中”字首先具有了中正的涵义。
“中”字的这个基本内涵，
对中国哲学产生了深远的影响。
如，阴阳哲学由此发展出“中和”的观念，
儒家哲学据此完善了“中庸”的思想，
而道家则以此作为“中道无为”的表述形式。
不啻如此，立表建旗而聚众，
表的位置自然处于四方的中央，
这使“中”又具有了中央的涵义。
从这一内涵发展出的
居中而治的政治传统，
则更要求统治者必须找到天地的中央，
也就是九州的中心建立国都。
二十八宿二十八星宿是古代中国天文学家为观测日、月、五星运行而划分的二十八个星区，用来说明日、月、五星运行所到的位置。每宿包含若干颗恒星。公元四五千年前，中国就开始天文观测，以后积累了大量文献资料。古人总把世界的全部看作是个整体，认为星空的变化，关系着地上人们的吉凶祸福，认为人事变迁、灾害和天气，都可从天象得到预兆。所以，不管研究历史、灾害、气候变化等等，涉及古代文献，都会碰到天象记录。现在的科学，不仅掌握了古时观察得到的五大行星的运动规律，还掌握了全部八大行星、成千小行星以及许多慧星的运动轨道，可推算出任何时刻的星空图象。甚至对不懂天文的人，也可很快地求得，公元前后年里任意时刻的天象，以验证历史记录。行星的位置总离不开黄道附近，外国用黄道十二宫记录，中国用二十八宿。作为中国传统文化中的重要组成部分之一，广泛应用在古代天文、宗教、文学及星占、星命、风水、择吉等等术数中。
二十八宿从角宿开始，自西向东排列，与日、月视运动的方向相同：
东方称青龙：角木蛟亢金龙氐土貉房日兔心月狐尾火虎箕水豹；
南方称朱雀：井木犴鬼金羊柳土獐星日马张月鹿翼火蛇轸水蚓；
西方称白虎：奎木狼娄金狗胃土雉昴日鸡毕月乌觜火猴参水猿；
北方称玄武：斗木獬牛金牛女土蝠虚日鼠危月燕室火猪壁水獝。
（壁水獝根据明张岱编缀《夜航船》应为壁水貐（猰貐）音为）
青龙星宿图
角宿2星，室女座（α，ζ），角宿一（Spica，αVir）即此座α，一等星，色白。史记天官书：『左角李，右角将。』星经：『角二星为天门。』又云：『左角为天田，右角为天门，中间名天关。』观象玩占：『角二星为天关，苍龙角也，一曰维首、天陈、天相、天田，金星也。』
二十八宿二十八宿是天文星象学，二十八宿是以北极星为中心，所定出之东、南、西、北的方位天象，北极星又称「北斗星」，也是叫「北极紫微」。所谓宿就是指星座而言的，二十八宿是指，天象的星座，东方称「青龙」，南方称「朱雀」，西方称「白虎」，北方称「玄武」。二十八宿是之东南西北各有七宿，其星数并非一样，东方七宿有三十二星，南方七宿有六十四星，西方七宿有五十一星，北方方七宿有三十五星，易经天下
