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日晷guǐ是一种由视太阳位置告知每天时间的装置。狭义而言,它包含一个平面(盘面)和将影子投影在平面上以指示时间的晷影器(gnomon)组成。当太阳移动着划过天际,阴影边缘会与不同的时间线对齐,显示出当时的时刻。晷针(style)就是在晷影器上指示时间的边缘线;经由晷针上的节点(如果有),还可以提示日期。晷影器可以产生明显的阴影,以让晷针可以显示时间。晷影器可以是一根棍棒、金属线、或精心装饰的雕饰。晷针必须平行于地球的自转轴,才能整年都提供正确的时间。晷针与地平面的夹角就是其所在位置的地理纬度

广义而言,日晷是使用太阳的高度或方位(或两者一起)以显示时间的任何设备。除了提供时间的功能外,日晷也常被当成装置艺术的一部分、文学上的隐喻和数学上学习的物件。

历史

在古老的埃及就有日晷的存在,且其它文化古国,包括中国、希腊罗马都存在使用日晷的史料。

从考古纪录上所知,最古老的日晷是古埃及天文学方尖碑(公元前3,500年)和巴比伦天文学的影钟(公元前1,500年)。据推测,人类在更早的日期就已经知道阴影的长度可以量度时间,但很难得到验证。

中国早在古代就将一根标准高度为八尺的竿子垂直竖立在水平的地面上,在一天里从早到晚观察竿子投影的变化,就可以用来计量白天的时间。东汉许慎《说文解字》云:晷,日景也。此处日景即日影。

1985年10月10日-考古学家们在美国伊利诺伊州西南部的一条河谷中修复了一座巨大的古代印第安人日晷。这个直径136米的圆圈是由40棵6米高的杉树干围成的,据考证,公元900-1100年间居住在这一带的克赫克雅印第安人就是用它来分辨四季,确定日期的[1]

世界最古老的日晷

2011年,乌克兰发掘出土了一块可能制于公元前十三世纪的石板,该石板具有日晷的特征,且更早于先前发掘的埃及文物,这预示着该石板可能是世界上现存的最古老的日晷[2]

这块石板宽38厘米、高33厘米,为后青铜时代Srubna 文化的产物。

从石板表面所刻的纹路与小洞判断,这是表现每日时刻变化的圆形日晷。他通过与过去气象样本的数据进行比对后确认,这些纹路和小孔都表示了当时太阳运行的位置。

另一方面,在同时出土的稍晚一些时代的日晷石板上,都安装了许多小棍子以作出太阳影子的效果,而这一特征在这块石板上也有所体现。

但是,在这块被认为是最古老日晷的石板上,棍状部分是“可移动的”,即每天人们可以根据太阳位置的变化,将棍子插入不同的孔内,由此显现出的棍影纹路,可以指示时间。

此外,石板的侧面还刻有椭圆形的几何图案,沿着四周按一小时标注出时间刻度,这一巧妙设计使得石板使用起来更加便捷。

在这块石板上甚至可以看到夏至冬至春分等节气当天日出的位置。

不仅如此,石板上的数个小洞,还以18.6年为周期显示出了月球天平动(可以观测到月球上下摆动的时期)。这块石板日晷还显示了月亮最偏北或最偏南升起的时刻。

视频

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参考文献