古人有一个妙招来确定冬季至日的日期:用直杆测量日影。
在古代,中国用测量太阳阴影的方法来确定冬季至日和夏季至日。具体手段是竖起一根直杆,观察投影的太阳影子,根据影子的移动和长度确定节气。
当然,这杆是有讲究的,叫土圭,是玉的一种。据说早在4000年前的尧舜时代就已经使用土簋了,李周就有记载。是尧舜时期的科研成果吗?很难推断,但周朝大体沿用了商朝的方法,这至少证明了中国在三千多年前就有了确认冬季至日和夏季至日的方法。
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那么冬天至日的阴影有多长呢?《李周》的记载是“冬至日,日在牵牛花,景长十尺。”
《周平行计算书》中也记载,平地上竖起一根八尺高的杆子,“所以冬季至日日晷长三尺五寸,夏季至日日晷长六寸。”《韩石田文志》记载:“表长八尺,而景长三尺一寸四分。”
当然,这里的维度和现代的不一样。