穿越时空的记忆

赵大明

日晷的起源

到底是谁发明了日晷？这其实是一个伪命题，也不可能有标准答案。因为从“立竿见影”这一自然现象到“立竿测影”度量时间，应该是一个自然的发现过程，而不是某个聪明人在某天早晨日出时灵机一动的发明。根据这种测时原理和方法做出一个可以称之为仪器的工具或装置，当然属于发明创造，但也不会是某个人短时间内独自完成的。

古人能够在恶劣的自然环境中生存下来，能不断制作出各种各样的生产生活工具以及惊艳后世的艺术品，也一定会逐渐掌握利用日影来计算时间的方法和技巧，并制作出相应的器具，即使他们当时尚不懂得现代科学意义上的天文学和几何学。日晷的发明和使用对人类来说不是偶然的，是一定发展阶段的必然产物。当然，日晷的发展演变，从雏形到成熟，从初级到高级，从简单到复杂，从粗略到精确，由于受到制作材料、加工技术和知识水平的制约，经历了比较漫长的过程。

根据古代文献记载可以得知，在日晷等计时工具问世之前，人们计量时间的主要方法之一是观象授时，即通过对日月星辰的观测来制定历法、计算时间。对那时的人们来说，天就代表着时间，包括年度、季节、节气、月份、日、时等，这一点从汉字日、月、天、时等字的多重字义上即可体现。

观象授时的局限性显而易见，它更多的作用体现在对一年中季节、节气和月份的划分。由于没有合适的参照物、标记物和比较精准的计量方法，对一日之内时间的划分只能是笼统、粗略的，如早、午、晨、昏等。

古人在长期的观象授时实践中，特别是通过对太阳的不断观测，逐步总结出太阳的运行规律，以及太阳的投影与地面物体的位置关系，在此基础上发明了日晷。

这里所说的对太阳运行规律的总结，实际上就是古代天文学的进步成就。因此，在各个门类的基础学科中，天文学是人类最早形成的学科。

日晷是如何发明的

前文说到，日晷产生的过程可以简单概括为“从立竿见影到立竿测影”。众所周知，太阳东升西落，周而复始，在阳光的照射下，地面上任何物体都会产生阴影，而固定物体阴影的位置会随着时间的推移（即地球方位相对于太阳的改变）而规律变化。这种日复一日、年复一年的现象不可能不引起古人的注意。事实上，最初引起古人注意的很可能不是一根直立的竿子及影子，而是人体自身的影子，是“顾影自怜”的另一番心得。一棵枯树旁边恰好有几块石头，树影落在不同的石头上就可以表现不同的时间。这已經是一个原始形态的地平式日晷了。

慢慢地、一点点地调整石块的位置，或者在地面上划出一些标记，使树干的投影能够对应地表现不同的时间点（时刻），找到其中的某些规律，这肯定需要一个过程。但是，这个探索、求证的过程不会很长，不需要高度发达的几何学基础，因为这完全可以通过实测、实证的方法，来逆向地获得某些参数。甚至根本不需要求得这些参数，更不需要知道关于这些参数的复杂计算公式，仅仅获得实际使用效果即已足矣。况且，日晷的许多设计参数，由于地理位置的不同，往往是不同的，古人们即使获得了一些参数也不具备“放之四海而皆准”的简单复制意义，在任何地点制作日晷大都需要通过实测的方法最后完成。

最初的日晷

理论上说，任何一个日影的位置都可以代表一定的时间，关键是如何度量这个不断变化的位置。“表”加上“圭”就很好地解决了这个问题。也就是说，发现了所谓“表”的功能的那一天，距离制作出一个日晷的日子就不远了。

既有表，在表下做出一些标记或添加一个圭不仅是十分自然、顺理成章的，也是十分重要的。接下来，把条状的圭加宽，变成盘状，甚至不需要做出一个盘，只需多标示出几个标志点或线，一个初级形态的地平式日晷就已经完成了。

从世界各地各个时期日晷类型的沿革历史看，唯有地平式（立针）日晷是各个文明主体共有的日晷类型，其他类型的日晷则可以看作是在地平式（立针）日晷的基础上衍化而来。这也说明，在“立竿见影”的基础上，地平式（立针）日晷的计时方法是最容易直观发现的，也是比较容易掌握的。因此，古代世界各地（包括中国在内）最初的日晷也一定都是地平式（立针）日晷。

中国目前可见的关于日晷的最早文献记载是《隋书·天文志》，其中提到，星象家袁充（544—618年）在任鄜州（今陕西富县）司马时，于隋开皇十四年（594年）曾发明“短影平仪”。这应该是一个地平式日晷，但笔者并不认为这就是中国最早的地平式日晷，而不过是可见的最早的史料。地平式日晷的出现年代应比它早很多。但这也证明了一点，中国地平式日晷的出现年代应早于其他日晷。

另外一种最初的日晷类型可能是投射（透射）式日晷，即直接利用日光（而不是日影）来测定时间的日晷。用日光测定时间的难点在于适合的参照物。投射（透射）式日晷是在阳光下人为地添加一套便于度量的参照系统，通过对一部分阳光的遮挡，观测透过的阳光来判定和划分时间。当然，它的测时精度很难保证。

事实上，由于受到各种各样的条件制约，特别是受到肉眼所观的日影锐度不高（边缘不够清晰）的影响，即使让现代人运用准确的数学计算、画法几何，甚至是数字识别技术，采用最先进的加工方法，也难制作出一具与理论数值绝对相符的日晷。

早期日晷遗存

如果暂以“具有晷针及标有刻度的晷面”作为日晷构成的典型条件来说，全世界迄今为止发现的早期日晷实物寥寥无几，尽管在各种文献资料中屡屡提及。

网上多见一种说法：“世界上最早的日晷诞生于6000年前的古巴比伦王国。”这个说法本身就像大多数网络传言一样太不靠谱，因为古巴比伦王国的历史也不过距今5000年左右。

在世界范围内，目前比较确切的早期日晷考古实物发现（遗存）主要有以下几宗：德国柏林的国家博物馆保存着一件出自公元前 1500年古埃及的日晷（残石）。2011年，在乌克兰发掘出土了一块可能制于公元前13世纪（距今3400多年）、具有日晷特征的石板。据考古学家考证，该石板可能是世界上现存的最古老的日晷之一。2013年，瑞士巴塞尔大学研究人员在埃及东部埋葬古埃及新王国时期法老与贵族的帝王谷发掘出一件距今3300余年的日晷。18世纪时，意大利曾发现4件古代日晷，经考古专家鉴别，均制作于9世纪，其中一件出自埃及。

中国国内现存最早、最完整的古代日晷实物是1897年出土于内蒙古托克托城的汉代日晷，原为清末藏石家端方所藏，目前为中国国家博物馆馆藏特级文物。另有一件于1932年在洛阳金村出土的同类日晷，后被来华的加拿大传教士怀特收藏，现为加拿大安大略皇家博物馆所藏。还有一件是出土于山西右玉的日晷残石，但可以看出形制与前两个基本一致。

这些（疑似）日晷的定性和用法等在专家那里尚存争议，莫衷一是。一种观点根本否定了其日晷属性，认为这仅是用来根据日影测定方向的“晷仪”，不能称之为“日晷”；另一种观点认为这是单面的赤道式日晷，因为它的时刻线是等分的；还有一种观点认为它只是用来测定“日出、正午、日入”时刻的，是漏壶的“校准器”；只有极少数学者认为这是地平式日晷。此外，还有学者怀疑后两者是托克托城汉代日晷的仿品。

以笔者之见，托克托出土的这个宝贝无疑是地平式（立针）日晷。内蒙古托克托、洛阳金村、山西右玉，遥距千里，纬度悬差，但日晷形制相同，这不是什么后人所仿，而说明这种设计比较巧妙的“通用型”日晷在当时已流行各地。

日晷到哪里去了

日晷的历史长达数千年之久，数量也应不在少数。按说，比起陶器、瓷器、玉器等古代文物，日晷（通常都是石制的）应该更容易留存下来，但为什么如此罕见呢？

日晷到哪里去了？这似乎是一个谜。如果仅仅是古代墓葬中罕见日晷，还可以这样解释：古人认为死人是不需要知道时间的，所以陪葬品中不必加入日晷，况且地底下也见不到太阳。但为什么古代生活遗址中也罕有日晷出土呢？

一个可能合理的解释是：古代的日晷大多不是一个器具、物件，而是一套相互关联的建筑结构或装置。这些结构或装置在作为遗存呈现在我们面前时，可能已经面目全非，使我们无法把它们当作一个日晷来考量。

有报道说，1985年，考古学家在美国伊利诺伊州西南部的一条河谷中修复了一座巨大的古代印第安人日晷，一个由40棵6米高的杉树干围成的直径136米的圆圈。据考证，900—1100年居住在这一带的克赫克雅印第安人就是用它来分辨夏至、冬至、春分、秋分，确定纪年中的重要日期的。报道称，实际上这座古代遗址早在1961年就被发现了，但当时考古学家们看到的只是一些放置树干的深坑，后来才认识到那是古代日晷遗迹。

古埃及和古希腊、古罗马的公共广场上都建有一座座高耸的方尖碑，神秘的玛雅古城也到处可见一排排石柱，这些石碑或石柱的影子，与地面某些建筑饰物的位置关系，已经具备了某种日晷的功能。

在没有钟表的漫长岁月里，在无数个艳阳普照、光影变幻的日子里，聪明的古人不可能对此熟视无睹，特别是对天文学高度发达的玛雅文明来说。这只能解释为，那些碑、柱原本就是当作公共日晷来修建的。

位于英格兰南部的史前遗迹巨石阵，充满了魔幻色彩，关于它的用途众说纷纭，是否具有日晷功能也是争议的焦点之一，尚待考证定论。

与巨石阵形态颇为相似的是发现于山西襄汾陶寺文化遗址的所谓“古观象台”。经考古人员对在原址上复制的模型进行模拟实测证明，它能够测定“两分”“两至”等20个节气。

经科学考证，陶寺文化的绝对年代为公元前2300年至公元前1900年，相当于夏及先夏的上古时期。其遗址上大型日晷的发现，意义不在于比巨石阵又早了几百年，而在于它的存在把中国日晷的起源年代提前到了合理的时期，即与圭表基本同步或稍晚的时期，即使你不认可圭表也是日晷的一种。这一点，从陶寺遗址同时还出土了大型圭表也足以佐证。

对“古代日晷往往不是一件器物”这个论断还有一个有趣的佐证。古罗马著名的喜剧作家、诗人普劳图斯（Plautus，公元前250—前185年）曾在他的一首诗中写道：“城里到处都是这些讨厌的日晷。”当然，诗人是因为日晷“把我的时间分割成可怜的碎片”才抱怨的，但他无意中告诉了我们，日晷通常是建在街上或公共场所的。类似这样的文学记录，在古希腊、古罗马的文学作品中屡见不鲜，也包括《圣经》。

（未完待续）