中国古代钦天监是干什么的？

2021-10-27 明物知理

钦天监，官职不大，但特有话语权。挑选良辰吉日、判断天象凶吉等等，钦天监说了算。能在皇上耳朵边吹风，关键是皇上还特别相信，简直就是宫斗必备利器。

人类对宇宙的探索，起源于对天象的观测，再利用观察到的天象制作节气、历法，进行祭祀、占卜等。钦天监就是干这活的。封建社会科学知识不发达，人们（包括皇帝）比较迷信，赋予一些无法解释的天象以凶或吉。由于跟祭祀占卜有关，显得这个部门的人有些像“神棍”。

▲北京古观象台内牌匾：观象授时

01 时间的测量工具

农耕文明，日出而作，日落而息。时间的测量上，最初的需求，不是一天当中的早晚，而是一年当中的节气。不同的节气从事不同的劳作，比如“清明前后，种瓜种豆”。所以最早的测量时间的工具，是用来测量节气的圭表。

▲圭表

这个东东怎么用？简单来说，“圭”南北趴着，“表”立于圭的南侧。正午时表的影子落在圭上，一年当中，冬至时影子最长，夏至时影子最短。

▲圭表原理

据说（不知道谁说的），伏羲的先天八卦就是由一年当中的影子长短延伸创作而来。老祖宗这方面着实的厉害。

▲二十四节气与八卦图

时代在发展，社会在进步，需求在变化。

大明召集学生上课，总得定个点吧。于是乎，人们发明了一个非常精密的计时工具—日晷（据说是古巴比伦传入中国）。

▲日晷

大明：小明，来来来，观察一下。一圈代表多长时间？正午时影子在哪里？晷针和晷面位置关系？晷面是竖直放置的吗？

小明：一圈代表24小时，正午时影子在正下方，晷针垂直于晷面，晷面是斜着放的。咦？为啥要斜着放呢？直接平放到地面上不好吗？

大明：不好，怕晷针扎脚。

能让你拿出去显摆的知识来了：赤道式日晷，晷针指向北极星（平行于地轴）；晷面平行于赤道面；晷面向南倾斜（北半球），与地面夹角为90°-当地纬度。上面三句话，是一个意思，可把晷面想象为一个压扁的只剩赤道面的地球。等你地理学好了，就会明白其中的原理。

▲赤道式日晷放置示意图

所以，晷面的两面都有刻度（春分→秋分观察正面，即朝北的一面，秋分→春分观察反面）。

▲赤道式日晷的背面也有刻度

时代仍在发展，社会仍在进步，需求在变化。

比如大明召集学生上晚自习，约定时间时，日晷就不能用了（日晷上半圈的刻度，其实没啥用）。于是乎，人们发明了另一个计时工具来配合日晷使用—月晷漏刻。这是第一个摆脱利用天象计时的工具。

▲漏刻，时间单位“刻”源于此物

随着箭壶（下面接水的内个）内收集的水逐渐增多，木块托着箭杆也慢慢地往上浮，古人看箭杆上的标记，就能知道具体的时刻。

但是漏壶内的水多时流水较快，水少时流水就慢，显然会影响计量时间的精度。为了得到均匀水流，使用了多级受水壶。

▲漏刻plus

时代仍在发展，社会仍在进步，需求在变化。

张衡（78年~139年）在前人制造浑象的基础上，巧妙地结合漏刻，制作了第一架水运浑象。浑象上画有二十八宿和各种恒星，还有赤道圈、黄道圈及二十四节气等，每日均匀地绕轴旋转一周，自动地把天象演示出来。这大概是第一个机械自动化报时+“全屏”显示天象的装置。

可惜的是，就像地动仪一样，张衡制造的浑象已经失传。

▲南京紫金山天文台的浑象

到这里，我的膝盖又开始给大佬跪下了。即使让我穿越回去，我也做不出这个来。

然而，我还是低估老祖宗们的能力。北宋的苏颂（1020年12月－1101年6月）主持建造的水运仪象台，是机械钟的老祖。啥也不说了，直接上视频。

时代还是在发展，社会还是在进步，需求还是在变化。

1582～1583年，意大利物理学家和天文学家伽利略（比萨斜塔扔铁球的那位大佬）发现了摆的等时性。1657年，荷兰物理学家和天文学家惠更斯（牛顿众多battle对象之一）利用摆的等时性原理发明了摆钟。

▲需要上发条的摆钟

1928年，贝尔电话实验室的研究人员沃伦·马里森利用石英晶体在电路中能够产生频率稳定震动的特性，制造出了第一座石英钟。

▲需要装电池的石英钟

在运动场和实验室，经常用停表来测量时间。

▲机械停表和电子停表

02 时间的单位

同一个地球，同一个梦想天象，古代各个国家关于“一天”的定义是一致的：地球自转一周为一天（日）。然后把一天分成24份，每份是1小时（h），再把1小时分成60份，每份是1分钟（min），再把1分钟分成60份，每份是1秒（second）。至此，我们时间的国际标准单位-秒，终于出现了。他们之间的换算关系是：1h=60min=3 600s

小明：为啥把一天分成24小时啊？不零不整的。

大明：挺零的啊

小明：…………

大明：这事得赖古埃及人，他们喜欢用大拇指数另外四根指头的关节，一只手就是12，两只手就是24。

小明：好奇怪。

大明：其实吧，数十根手指头的10进制，也很奇怪。