中國古代天文儀器圭表

中國古代天文儀器圭表是一種既簡單又重要的測天儀器。通過觀測表影的變化可確定方向和節氣。

很早以前，人們發現房屋、樹木等物在太陽光照射下會投出影子，這些影子的變化有一定的規律。於是便在平地上直立一根竿子或石柱來觀察影子的變化，這根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子測量表影的長度和方向，則可知道時辰。後來，發現正午時的表影總是投向正北方向，就把石板製成的尺子平鋪在地面上，與立表垂直，尺子的一頭連著表基，另一頭則伸向正北方向，這把用石板製成的尺子叫“圭”。正午時表影投在石板上，古人就能直接讀出表影的長度值。

經過長期觀測，古人不僅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年內夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦陽斜射，表影則最長。於是，古人就以正午時的表影長度來確定節氣和一年的長度。譬如，連續兩次測得表影的最長值，這兩次最長值相隔的天數，就是一年的時間長度，難怪我國古人早就知道一年等於365天多的數值。

在現存的河南登封觀星台上，40尺的高台和128尺長的量天尺也是一個巨大的圭表。