豫州老寒 | 文
“表者，计时器也。”
远古时的人们，日出而作，日没而息，从太阳每天有规律地东升西落，直观地感觉到了太阳与时间的关系，开始以太阳在天空中的位置来确定时间。
史书上记载的最早的计时器就是“圭表”，三千年前西周王朝在河南登封县设置过一种以测定日影长度来确定时间的仪器，称为圭表。这当为世界上最早的计时器。亲自主持这项工作的人就是大名鼎鼎的周公，对，就是“周公吐哺、天下归心”里称赞的那位。算上周公，古代中国共有三人可称得上是“表哥”，他们无一例外都跟河南有关系。
“大表哥”周公旦：选定天下之中
周公，姓姬名旦，是周文王第四子，武王的弟弟，曾两次辅佐周武王东伐纣王，并制作礼乐。因其采邑在周，爵为上公，故称周公。后人给他的评价极高：西周初期杰出的政治家、军事家、思想家、教育家，被尊为“元圣”和儒学先驱。其实这是不全面的，起码少了“科学家”这个称号。
周公一生的功绩被《尚书·大传》概括为：“一年救乱，二年克殷，三年践奄，四年建侯卫，五年营成周，六年制礼乐，七年致政成王。”不为人知的是，周公在完成这些大事的同时还确立了时间测量制度，堪称中国古代社会的“大表哥”。
西周是个很奇怪的国度，在定都镐京（今陕西西安市附近）的同时，还在黄河中下游南岸建立了东都洛邑（今河南洛阳），是奴隶主统治中原地区的政治中心。相传周公姬旦曾测算洛邑东南约一百里的阳城（今河南登封告成镇）为天地之中，随之树立起圭表测量冬至和夏至的日影，来定出一年的长度和季节。
圭表是古代汉族科学家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。圭表和日晷一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器，早在公元前7世纪，中国就开始使用了。据说，日晷还是在它的基础上发展起来的。从此，观测冬至与夏至，成为西周、东周朝廷以及下属诸侯列国的重要大事。
比如《左传》上曾记录着一段历史事项：公元前654年冬至那天，刚好碰到十一月初一，朔日。鲁国的僖公带领群臣举行了仪式，宣布新月即将出现。之后，他还亲自登上观测台，去观看太阳照射在表上投下的影子。有关官员则记下情况存作资料，这是当时的规定礼节。
“二表哥”僧一行：全球机械钟的鼻祖
机械钟堪称是人类智慧的结晶，西方有记录的最古老的机械钟十三世纪出现在欧洲的修道院之中。然而真正的机械钟最早出现的地方不是瑞士，而是中国。
世界上第一架机械钟是由唐朝高僧、数学家一行设计制造的，就是测量本初子午线的那个濮阳人。这架钟实际上是一架附有报警装置的天文仪器，而不仅仅是一架简单的机械钟表。
西方人看不懂《旧唐书》，所以没有发现《旧唐书·天文志》中的相关记载：（浑天仪）按圆天的形象制作，上面按顺序示出28宿、赤道及周天度数。水流入穴中而使轮子自动旋转。一日一夜，使之转动完整一圈。所有这些运动都由柜中的机器进行，各项运动决定于轮、轴、钩、联锁杆、制动装置和锁合装置，互相抑制。
此外，在浑天仪外边，装有两个轮圈，上栓日月，使其按环形轨道运行。每天，当浑天仪向西转一圈，太阳就向东行一度，月亮则向东行十三度十九分之七。转29圈之后则日月相会。当浑天仪转365圈时，太阳就转完整的一圈。
僧一行团队做了一个木柜，以其表面作为地平，因为该仪器有一半处于地平之下。它能准确地测定黎明、黄昏、满月和新月，迟延还是加快。再则，在地平面上立有两个木人，其前面分别置一钟一鼓，钟自动敲响以示小时，鼓自动击打以示已过一刻钟。
因为这架仪器还能显示黄道，所以当时人们对它的精巧设计给予了很高的评价。当公元725年这架仪器制造完成时，它被称为“水运浑天”，置于武成殿前以供百官参观。公元730年的会试中，还曾出过论述新天文钟的考试题，可见有唐一代科举考试还有理科题呢。
僧一行的机械钟运行不太稳定，不久就因为生锈而停止了运转。但是他的制作思想深深的影响了后人，一大批能工巧匠都尝试着改进机械钟。最著名的例子是北宋初年苏颂在开封设计制造的“水运仪象台”。苏颂钟可能是人类在中世纪的最卓越的机械创造，只可惜金兵攻陷开封，将这架杰出的天文钟移置于北京，由于战祸连绵，秩序紊乱，至使这一重大发明未得推广、应用，停滞达百年之久。
但是僧一行、苏颂等人的发明一直在流传，借着丝绸之路和十字军征，中国时钟制造术一步步传到了欧洲，导致了两个世纪后机械钟在西方的发展。
“三表哥”郭守敬：确立登封为中国的格林尼治
郭守敬是中国元朝的天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家，曾担任都水监，经4年时间制订出《授时历》通行360多年，是当时世界上最先进的一种历法。1981年，为纪念郭守敬诞辰750周年，国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名。
1279年前后，郭守敬在登封告成镇设计并建造了一座测景台，即河南登封观星台，它是中国现存最早的古代天文台。有元一代的登封地理位置极为重要，是郭守敬测星观天的核心机构，可谓中国的“格林尼治”（格里尼治为全球时间测定中心）。
整个登封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。
登封观星台
城楼式建筑上有一个高9.46米的平台，上有两间小屋，一间放漏壶，一间放浑仪，两间屋子之间还有一根横梁。地上的量天尺长31.19米，位于正北方向。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。
如今已成为全国重点文物保护单位的登封观星台是一座高大的青砖石结构建筑，由台身和量天尺组成，台身形状是覆斗状，其作用是“昼参日影，夜观极星，以正朝夕”。登封观星台不仅保存了我国古代圭表测影的实物，也是自周公土圭测影以来测影技术发展的高峰，它反映了我国天文科学发展的卓越成就。
（本文由河南省科学技术馆授权豫记独家刊发） |
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