天时历法|古人是如何观测时间的？

日月如磨蚁，万事且浮休。

在没有精确计量工具的很久很久以前，只能用“月上柳梢头，人约黄昏后”这种模糊概念把了无痕迹的时间具象化。后来为了计时方便，先辈们开发聪明才智，想出了各种方法来度量时间。

漫漫历史长河中，天文学和计时学是相伴发展的，可以说有了天文学，也就有了计时学，计时仪器和天文仪器一样，是经过漫长的发展历程逐渐精确化的。 圭表 、 日晷 和 漏刻 是中国古代很早就使用的计时器。

圭表是古代汉族科学家发明的一种天文仪器， 根据日影的长短判别方向测定季节、全年日数，推算历法。由"圭"和"表"两个部件组成。

早在公元前7世纪，古人就就开始使用圭表。当时人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律，也就是我们所谓的“立竿见影”。于是人们便在平地上直立一根竿子或石柱立在石板制成的尺子上来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”，石板制成的尺子叫"圭"。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。

圭表是测定正午的日影长度以定节令，定回归年或阳历年。在很长一段历史时期内，中国所测定的回归年数值的准确度斗居世界第一。通过进一步研究计算，古代汉族学者还掌握了二十四节气的圭表日影长度。这样，圭表不仅可以用来制定节令，而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年以及二十四个节令的日期，作为指导汉族劳动人民农事活动的重要依据。所以圭表测影是中国古代天文学的主要观测手段之一。

日晷，本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，又称“日规”。 其原理就是利用太阳的投影位置来测定并划分时刻，通常由晷针和晷面组成。

利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”；石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。

晷面两面都有刻度，分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰，每个时辰又等分为“时初”、“时正”，这正是一日24小时。绝大部分的日晷显示的都是视太阳时，有些在设计上作了变更，可以显示标准时或是日光节约时间。

钱泳在《履园丛话·艺能·铜匠》中指出日晷在日常使用时可能会遇到的问题：“ 测十二时者，古来惟有漏壶，而后世又作日晷、月晷，日晷用于日中，月晷用于夜中，然是日有风雨，则不可用矣。 ”

漏刻的发明是汉族科学家受到容器漏水现象启发的结果。在新石器时代的早期，我国先民已能制作陶器。陶器在使用时难免会有破损裂缝，某些盛水的陶器可能因破损而漏水，而水的流失与时间的流逝有着一定的对应关系。久而久之，古人就产生用这种方法计量时间的概念，并不受天气影响。

漏是指带孔的壶，刻是指附有刻度的浮箭。有泄水型和受水型两种。早期多为泄水型漏刻， 水从漏壶孔流出，漏壶中的浮箭随水面下降，浮箭上的刻度指示时间。 受水型漏刻的浮箭在受水壶中，随水面上升指示时间，为了得到均匀水流可置多级受水壶。

中国古代还出现过一些与漏刻结构原理类似的计时工具，如以称量水重来计量时间的称漏和以沙代水的沙漏等。但中国历史上使用时间最长、应用最广的计时装置还是漏刻。