如何用圭表测日影？顺便回答几个尖锐的质疑
悬象莫大于日月，追踪在太阳的历史就是半部古代天文发展史，很多历法都是按太阳规律来推出。
古代，天文历法是国家大事，是王朝更替的象征。观察特定的星象，不仅朝廷有专门的星官，而且古代观天象者一辈子的事，甚至是该家族几代人的事，或者是一个部落几百年的事。
比如，在商朝，心宿二非常明亮，商人认为这颗星是自己的分野，称之为“大火”，就设了“火正”这个星官，专门观察大火星的出没和变化，据说这个火正官在颛顼帝时就有。
北齐的张子信，在一个海岛孤零零用圭表连续观测了三十年，才发现太阳运动的不均匀现象，最后只得出一句：“日行在春分后则迟，秋分后则速”，简单的一句却是当时最大的天文发现。
东晋的虞喜，每晚都站在宁波的观星楼上，日复一日，年复一年，最后发现冬至日每50年西退一度，当然这只是距星度，从而发现了岁差现象。
元代的郭守敬，用连续二十年冬至日影观测，以插入法平均分析得出精确的回归年长度。
同时，朝廷也会组织大型天文观测活动，比如郭守敬就曾经组织了17队人马，在当时全国27个地方同时测夏至日当天的日影。
测日影的主要工具就是圭表，圭表其实表与圭两个东西的结合，表是直立在地面上的杆子，圭相当于平放在地面上的尺子。最原始圭表就是立竿见影。
圭表是一个简单实用的工具，其功能用好了其实非常强大，第一，圭表可以确定方向，第二圭表可以确定节气，第三，利用圭表来测量地域。
好了，下面就利用三个人的质疑来讲解圭表的应用原理。
第一个质疑是一个叫鹰熊萌宠的，他说：“史书上记载，历朝历代测的日影长度都是一样的”。我叫他列出史书来看看，他反问我说他没有这个义务，不告诉我。果然无知的人都狂。
好了，大家看下面的圭表，这是西汉汝阴侯墓出土的圭表，也就一两尺长。有四个图案来对应二分二至。
另外一个在江苏出土的东汉时期的圭表就更小了，只有八寸长，可以随身携带了。
我们再来看一个高大上的，郭守敬在河南登封做了一个观星台，整个观星台就是一架圭表，而且是一架比较精确的圭表，这个圭表高四丈，象一栋小楼了，地面的圭像是筑一个堤。后人称之为“量天尺”。
看了北京、河南和这几个工具后，还会说出如此低级的问题吗?况且历朝历代一尺的长度都不是统一的，从十多厘米到三十多厘米不等，这样的知识背景他肯定是没有的。
第二个质疑的是自封为古代天文学家，自诩为中华观星第一人的广百宋斋，他在文章中说，用圭表怎么可能测出太阳回归年的长度？
元代的郭守敬就利用刚才说的量天尺（看下图），利用二十年冬至日影的长度的数据，不断用内插法计算分析出冬至之间一回归年的长度为365.2425日，小数点后四位，这个精度相当高了，相当于一年就差26秒。
现在世界通用的格里历，太阳回归年就是这个数字，而郭守敬的数据比西方整整早了三百多年，郭守敬有几个天文成就，放在现在肯定是要得诺贝尔奖的。
而这个自封为古代天文学家的广百，连中国古代最大的天文成就都不知道，是无知还是骗子？
这个人利用胡说八道的东西来否定中华文明的源头，说华夏文明来源于西方，这种历史虚无主义者是不是收了西方什么好处？平台应该封掉这样的账号。
其实南北朝的祖冲之就利用冬至日前后两天的日影，把回归年算到了365.25的精度，当然元代郭守敬改进了圭表，他在表的横梁上装了一个铜片叫景符，景符透影其实就是小孔成像的原理，太阳转到横梁中间时，打开景符的小孔，调整对日角度，太阳光透过小孔直射到地面的圭上，这样就去掉了太阳造成的虚影，精确度更高了。
小孔成像观日食
第三个质疑的人是叫虎哥向往的，他说我文章没写明白，并质问：你测日影是什么位置？是什么时间？地上的投影线是每天固定时间影长实测位置的连线？说我的东西经不起细想。
问出这个问题，说明他不懂圭表测日影的基本方法，不懂周日视运动和周年视运动的区别，不懂二十四节气的平气，同时还缺少点智慧。
周日视运动，太阳东升西落，刚起刚落时从理论上讲，影子端点是无限长，这怎么测？
白天，太阳在南方天空进行弧线行进运动，相对的，影子端点也在地面由西向东划弧，影子的角度、方位、长度不断在变化，这怎么测？
但我们应该知道，太阳到达南中天的时候，正午太阳高挂正中，对应的影子最短，这就是一天之内太阳运动的特征点了，只有抓住这个点。
那么你可能又会问了，这个时点是不是要看钟表？到了十二点就去测日影？况且古代也没有精确的钟表啊，其实正午并不是中午十二点，他完全说错了，太阳到达南中天有的时候是下午近两点呢。
我为什么说他缺乏基本知识和智慧呢？大家都像他一样犯了一个非常大的思维误区，以为当天影子最短是用时间来确定的，不是！其实是用方位来确定的。
太阳到达南中天，这时形成的影子就是子午线，这个我在前面的文章讲过，这时，太阳在南方的正上方，而影子是实实在在指向了正北方。
所以测日影的圭表要事先装在南北子午线上来长期连续观测。别告诉我你找不到北，晚上北极星的方向就是正北方向，而春分和秋分日，太阳是从正东升起，在正西落下，升起时圭表的影子指向西，太阳西落时指向东，这是圭表测方向的原理。
因为圭表装在子午方向上，所以只要白天影子落在地面的圭上时，说明太阳到了南中天，影子指向北方，这时读影子的长度就行了，如果影子偏离移开了，自然不用读了。
所以，在你想破脑袋想不通的道理，古人用简单的方法就解决了，所以多学点知识，少点牛批哄哄。
再说太极图，这个太极图当然不是影子在地上画出来的啊！真正道家才有阴阳太极的说法，太极图也是北宋的时候陈抟传出来的。
那么一年的日影规律是不是太极呢？当然是啊。那么用二十四节气能不能画出太极呢？当然可以啊。
我前面的文章说了在秦朝以前，只是对二分二至是清晰观测和认识，在元朝郭守敬能精确测定二十四节气前，古人都是平气法。
所谓平气法，就是15天就是一个节气啊，过了冬至，人们数九，夏天有三伏，按天干地支排十五天就是下一个节气啊。
到了这个节气，你就正午去测日影，日影长度就在圭表上南北来回走啊，后来的圭表就直接刻上刻度了，影子到了哪个刻度就对应交节，这就是测二十四节气的道理。
以前用的是周天公度，就是把一个圆分成24等分，在节气线上标上当天的日影长度，计算把它们一连，消去一些多余的东西，不就成了太极图？
文章中引用这个太极图，就是告诉大家，日地相对运动，黄道运动规律是符合太极原理的。
其实还可以用圭表来同时测南北两地之间的大概距离，数学好的人应该知道这个原理，限于篇幅，就不展开讲了。