古人是通过什么方法确定方位的？

说明：本文绝大部分内容（95%以上）均抄录自葛云保先生的科普书《谁见过地球绕着太阳转》。

最初的人类一定是利用地形地貌来确定方向的，在活动范围很小的年代，远处的河流甚至一颗大树都可以用来作为方向参照。随着人类活动交流范围的逐渐变大，高山河流就无法参照了，比如大山南边的人和大山北边的人相约到一个更远的地方去做某件事，如果还是按照大山作为参照就很容易发生混乱。崇山峻岭延绵不断，大江大河弯弯曲曲，该如何商定按什么方位共同行动呢？必须有一个遥远的、大家都能明显看到的、长期稳定的东西作为参照，日月星辰正好具备这样的条件：它们无比遥远，从来也没有人到过它们升起的地方，也没有人靠近过它们降落的地方；它们明显可见，尤其是光辉灿烂的太阳给整个世界带来了光明；它们永远按时从一个方向升起，按时在另一个方向落下，非常有规律，也完全具有可预见性，经过长期的生活实践，人类逐渐学会了利用天象来确定方位。

这种利用一定有一个由粗糙到精确的发展过程。白天太阳的升与落无疑是最好的参照，最初，人们只会笼统地将太阳升起的方向称为东方，将太阳落下的方向称为西方。但太阳升降点是逐日移动的，随着观测越来越仔细，以及生产生活的需要，人们学会了根据特定日子（春分日、秋分日）的太阳出入方向来确定正东方和正西方，或者测出太阳升降点移动的两个极限位置，取它们的中点作为正东方和正西方。

春分日、秋分日，太阳从正东方升起

经过长期的观察，人们还发现，不管太阳的升起降落点如何移动，正午时刻的太阳总是准确地指向正南方，人们还可以通过观测正午时刻的太阳来辨别方向。

中午杆影最短，杆影指向正北方

上面所说的两种方法，有很大的局限性，在实际生活中（如盖房子、筑祭坛）常常需要在任意一个地方精确地测定方向，但人们不可能只在特定的春分日或秋分日来测定方位，也不可能为了办一件普通的事而去进行一年以上的长时期的观测。此外，正午的太阳虽说肯定位于我们的正南方头顶上，但是古人缺少精确指示时间的仪器，也无法正视太阳，只能通过观测立杆的影子长短来判断正午时刻，而正午时刻前后，杆影长度的变化很微小，很难精确判定。

后来，有聪明人想到了利用一天中“杆影扫过平坦地形的图形是对称的”这一特性，在一块平坦的地面画一个大圆圈，在圆圈中心立一根垂直于地面的直杆（O点），上午总有一个时刻，杆影的顶部正好落在圆周上，做上记号（A点），下午也总有一个时刻，杆影的顶部正好落在圆周上，也做上记号（B点），把这两个记号点（A、B）连接起来，这根线就指向正东方和正西方；取这连线（AB）的中点（P点），然后过圆心（O）和这个中点（P）画一根直线，直线所指，就是正南正北。这就是中国古文《考工记》中所记载的先秦时期的匠人所采用的方法。哥白尼在他的《天体运行论》中也提到了这种方法。

古埃及人修建的宏伟的金字塔，历经数千年，至今依旧巍然耸立，每座金字塔都有非常准确的方位，在没有罗盘的古代，要做到这一点，一定是使用了天文测量的方法。

夜晚，星空在永无休止地运转，但人们发现有一颗星星一直处在旋转的中心，只要是晴朗的夜晚，都能看到它永远固定在那个地方，人们称它为极星。这是夜晚最好的方向指示标记，人们把这个方向称为正北方，那颗星就叫北极星。

只要找到北斗七星，就比较容易能找到北极星

北斗七星尾巴2颗星延长线上5倍距离上比较亮的那颗星星就是北极星

我们知道只要确定了一个方向，确定其他三个方向就很简单了。我们不知道古代的人们究竟先根据太阳的升落来确定正东、正西呢，还是根据正午时刻的太阳来确定正南的，或者是先根据北极星来确定正北的？也许不同的民族有不同的选择。很“巧”的是，不管采用什么方法，所得到的另三个方向，与用其他的方法所得到的方位是吻合的，换句话说，根据正午时刻的太阳来确定正南与根据北极星来确定的正北的连线，垂直于根据太阳的出入来确定的正东、正西的连线，而两根连线的垂直相交点就是我们观察者的位置。在天文知识、宇宙理论和数学工具还很初级的古代，要解释清楚这种“巧合”，还是很困难的。