中国科普博览
与科学同行
二十四节气是怎么确定的?
发布时间:2016-12-05
出品:科普中国
制作:田字格新媒体科普创意团队(北京市农林科学院信息所)
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  一条消息!
“二十四节气”列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。

  其实,早在四千年前的夏代就已开始制定“节气”,经过两千多年的完善,于秦汉时期建立了“二十四节气”。
吃瓜、吃面、吃饺子群众又问了:二十四节气到底怎么确定的?


请先用正确的姿势戳下方视频

一本正经科普
  “立竿见影”常用来比喻立刻见到功效,它最早见于东汉《参同契》一书,原意是指立杆测影,是一种通过观测一年中日影长短变化,来制定节气的方法。距今约四千年的夏朝,人们从祭祀活动时土圭的应用中发现了太阳阴影长度的变化规律,确定了“两至”“两分”四个节气。


二十四节气正午日影古尺长度柱状示意图

  我国古代测日影所用的仪器叫“圭表”,“圭”即为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,“表”则是直立于平地上的测日影的标杆或石柱。用圭表测影,也叫立杆测影。当太阳照着“表”的时候,“圭”上出现了“表”的影子,根据影子的方向和长度,就能读出时间,这也是光阴的来历。春秋时代已经使用圭表测量,连续两次日影最长和最短之间所经历的时间,并计算出回归年的长度。

  利用圭表测量日影的长短,就可以确定冬至(日影最长)夏至(日影最短)和春分、秋分(日影在最长、最短之间)四个节气,恰好把一年分为四个基本相等的时段,从而把春夏秋冬四个季节的时间固定了下来。

  真是佩服古人的智慧,“立竿见影”的原理清楚了,那么,问题来了:一年中“踩影子”游戏难度系数是最低的一天是哪天?

  下面,我再简单讲两句……。
重要的两个“台”
 1.周公测景台
  我国最早装置圭表的观测台是西周初年在阳城建立的“周公测景台”,因周公营建洛邑选址时,曾在此建台观测日影而得名,该遗址位于今登封市告成镇。唐玄宗开元十一年(公元723 年),太史监南宫悦奉命仿周公土圭木表旧制,换以石圭石表。现在的石表上刻有“周公测景台”五个字。

  周公观测台分为上下两部分,下部的为石座,上部为石柱。有意思的是,石表北侧距石座上面北边沿约合唐开元尺一尺五寸。夏至日时,石柱的影长一尺五寸,这一天的影长正好与石座北上沿的长度吻合,石座下部四周看不到影子,故俗称“没影台”。

2.登封观象台
1279年,元代天文学家郭守敬、魏氏兄弟在河南登封县境内建造了登封观象台,这是我国现存最早的天文台建筑,距今已有700多年的历史。

  登封观象台主要由台身和石圭两部分组成。台身即观景台,为东西向石砖结构建筑物。台顶的小屋之间有一道横梁,台身中央有凹槽,石圭从凹槽下放,由南向北延伸,长度为31.19米。石圭中的量天尺上刻有精密的刻度,太阳将横梁的影子投射在量天尺上,冬至这天正午的投影最长,夏至这天正午的投影最短。

  但是,这样投射下的日影很模糊,于是郭守敬又发明了“景符”。景符是一个中间穿孔的零件,可在石圭上可以移动并调节角度。当太阳、横梁、小孔位于同一直线时候,石圭的刻度尺上便可投射一条很清晰的日影,得到的数据也更加精准了。




  有了这些较为精准的天文数据,郭守敬编修的《授时历》成为中国历史上最精确、运用时间最长的历法。


<END>

 

“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。
本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。

中国科学院科普云平台技术支持,中国科学院计算机网络信息中心运行
文章内容仅为作者观点,不代表中国科普博览网、中国科普博览网运行单位、中国科普博览网主办单位的任何观点或立场。
科普中国系列品牌网站: 科普中国
关闭
中国科普博览版权所有 Copyright © All Rights Reserved
京ICP备09112257号-28,-43   京公网安备11010802031770号