今日夏至，《礼记》云：“夏至到，鹿角解，蝉始鸣，半夏生，木槿荣”，描述的是夏至阴气生，寒蝉鸣，半夏与木槿花开的情形。而从习俗上来看，北方夏至多吃面，南方则吃馄饨。
而诗人韦应物的夏至却是以“昼晷已云极，宵漏自此长”起头的，这句诗已然说清了夏至之后，白昼时间将愈加短，而黑夜时间将愈加长。这里的昼晷、宵漏分别是古代白天测量时间的日晷和夜晚测量时间的漏壶。而今天想要和大家介绍的，也是一种测量仪器，一种度量日影长度的天文仪器：圭表。
早在东周，便有人对夏至的日影长短有了特殊关注。
这句来自《恪遵宪度抄本》的记载，巧妙地展现了现代人们对夏至的认识：这一天太阳直射北回归线，北半球各地将经历白昼最长的一日，同样这一天正午时的日影长短也将是最短的。
中国古代科学家对回归线及节气有着准确度惊人的测量和了解，这大部分得归功于我们这次的主角“圭表”。
（出土的圭表）
圭表虽然听着像是一个类似钟表的器件，实际上由两部分组成：“圭”和“表”。
如图中所示，圭表的形状像是一个直角。其中垂直于地面的部分便被称作“表”，在石座上平放着的尺则叫“圭”。
《南齐书·祖冲之传》中便有对圭表的相关记载：
每天太阳的赤纬不同，由此正午的太阳高度不同，直接导致了影子长短的不同。表便是那个用来展现影子长短的工具。
相对而言，圭本身就较为复杂了。圭是整个仪器的底座，表面上会有刻度和凹槽，刻度标定了各个重要节气时的影长，而凹槽则是便于将表折叠起来。通过对出土的圭的检测计算，现代科学家们发现其不仅与古代（如汉代）文献相呼应，更是与现代数据所差无几。
圭上所标出的四个节气：春分、夏至、秋分、冬至便是古代最为重要的四个节气。
(某出土圭的刻度示意图)
由于圭是一种测量仪器，这个字从中还衍生出了标准、法度的寓意。成语“奉为圭臬”由此而来。
综合球面三角、球面正弦定理等数学计算，（便于理解，大家可以跳过第一个公式）我们可以简单推出古代科学家们是如何测定出圭上面的刻度的。
为了增加精密度，元代天文学家郭守敬还发明的以针孔成像为原理的“景符”，并且在河南设计了一个形同圭表的观星台：河南登封观星台。
这个巨大的圭表可以精确地算出一年的长度。
（观星台照片）
另外一个有趣的事实是，为了保证圭和表的互相垂直，古代的圭表多是制作成左右对称的两部分，避免了单个立面难以保持垂直的问题。
“夏侯灶墓圭表”复制件（安徽博物院）
作为一个解释不清工作原理的文科生，在这里真的太想再感叹一次古代科学家惊人的智慧了。通过对日常事物的敏锐观察，综合令人叹为观止的再创造能力，我们的祖先从这般小的切口，从我们习以为常的自然中窥得了宇宙的奥秘，又以一种如此浪漫的方式呈现了出来。
（图片来自网络，部分释义参考《知识分子》）
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