圭表,中国古代利用日影长度确定季节的变化的天文仪器,由“圭”和“表”两个部件组成。
古人将在平地上直立的一根杆子或石柱称为“表”。太阳照在“表”上投下影子,人们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,就叫“圭”。
后来,人们发现每年最热的时候,有一天中午的日影最短,于是便把这一天定为夏至。再后来人们发现在每年最冷的时候,有一天中午的日影最长,于是便把这一天定为冬至。
古时“表”高八尺,与中等身材的人的眼睛差不多同样高。在夏至日,八尺高的“表”投下的影子正好是一尺五,所以“圭”的尺寸被定为一尺五。古时人们以夏至日作为一年的开始,每当“表”投下的日影是一尺五时,新的一年便开始了。所以我国古人早就知道一年等于365天多的数值。后来,古人将冬至日改为一年之始,于是便将“圭”的尺寸改为了一丈三尺,因为八尺高的“表”在冬至日投下的日影长度正好为一丈三尺。
圭表看似简单,其实用处可不小。它不但可以测定冬至和夏至,编订历法,推算二十四节气,还可以确定方位,甚至丈量土地。当丈量大面积的土地时,可以根据相同时间、不同地点的圭表的影长算出距离。一般圭表影长相差一寸,则两圭表相距一千里。由此可见,这圭表在原始社会的作用是相当大的。