最后修订时间:2026年10月18日
河南登封告成镇,北依嵩山,南望箕山,颍河从镇边过。镇子里有一处院落,前后七进,最里面立着一座青砖覆斗状的建筑,叫观星台。台身十几米高,北面接一道三十六米长的石圭,石圭面上刻着水槽和尺度,还留着「景符」的痕迹。

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这座台子是元世祖至元年间造的,主持的人叫郭守敬。他造它,是为了量正午的影子。
一个元代的天文学家,为什么要跑到登封这个小镇上来量影子?因为在他之前的两千多年里,一代又一代人已经认定:这里就是「天地之中」。
「天地之中」四个字不是抒情。它是一个读数:夏至这天正午,八尺高的标杆,影子正好一尺五寸。谁量出这个数,谁就站在了天下的正中央。

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一、先说清两件事:影子的方向,和影子的长短
上一篇讲曾侯乙那只漆箱,结尾留了一句:箱子上的二十八个星名,只能让人抬头认天;要拿它们定日子,还缺一件东西,把每天日影的长度量出来。
那件东西就是圭表。
在讲它之前,得先把一件事掰开。同一根杆子,同一个影子,古人从里面读出过两样东西。
第一样是方向。日出的时候看一眼影端,日落的时候再看一眼,两点连起来就是正东西。《周礼·考工记》和《周髀算经》里都讲过这套办法:一根杆子、一个圆、两条影。
第二样是长短。每天正午量一次影长,一年量下来,影子会先短后长、再短再长,走出一个来回。这个来回,就是一年的节律。
方向管的是「在哪」,长短管的是「什么时候」。这一节要说的是后一样。
二、「日至」:太阳走到极处
先认一个词:日至。
古书里的「日至」,说的是太阳走到极处的那一刻。一年里有两回:一回影子最长,一回影子最短。最长的那天,太阳在正南偏得最远,叫「日南至」;最短的那天,太阳在正北偏得最远,叫「日北至」。
后世说的冬至、夏至,就是从这两个词里长出来的。
「日至」两个字出现得很早。甲骨卜辞里就有。董作宾为它专门立过一卷谱,叫《日至谱》,收在《殷历谱》里。他说卜辞里记「日至」的,一共见到两处,一处在武丁之世,一处在文武丁之世。卜辞里没有找到「影」字,也没有测影的记录,但那两个字已经在了。这一条标【一说】:商王的断代本身还在争,这两条究竟落在哪一年,各家给出的数字并不一样。
到了春秋,记载硬了起来。《左传·僖公五年》有一句:
春,王正月,辛亥朔,日南至。
鲁僖公五年是公元前 655 年。杜预注这一句:「周正月,今十一月,冬至之日,日南极。」周历的正月,合夏历的十一月,正是冬至所在的月份。
《左传·昭公二十年》又记了一次:「春王二月己丑,日南至。」这一次记得有点不对,冬至落到了二月里。杜预之后的注家看出来了:那一年的历官把闰月排漏了,节气跟着错位,所以《春秋》的传文不肯写「冬至」这个正名,只写「日南至」,把话说得含糊一点。事见《汉书·律历志》。
这两条,是传世文献里最早的冬至记录。【通说】
注意一件事:「日至」并不专指冬至。《周礼·地官·大司徒》里有一句「日至之景,尺有五寸」,说的是夏至,因为只有夏至的影子才短到一尺五寸。同一部书里,同一个词,落在另一头。
到汉代,「日至」已经成了一个能拿来做篇名的词。2018 年底,湖北荆州胡家草场墓地 M12 出土一批西汉简牍,四千五百多枚。里头有两卷历谱,一卷的简背写着「历」,另一卷写着「日至」。写「日至」的那一卷共一百零二枚简,记的是从汉武帝建元元年(公元前 140 年)起、往后大约一百年间,冬至、立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬八个日子该落在哪一天,冬至排在头一个。这批简写在《太初历》颁行之前,汉武帝那时候的人,已经把「日至」当作一卷历谱的名字在用。
读到「日至」两个字,要先看清它说的是哪一天。
三、表与圭
再说器材。
量影子的家伙,古人叫圭表。两个字,两件东西。
垂直立在平地上的那根杆,叫「表」。水平放着、刻着刻度用来量影长的那条尺,叫「圭」。
正午量,是有道理的。一天里影子最短在正午,「最短」这个位置好抓;正午的影子方向最正,落在正北;正午前后影长变化最慢,同一刻钟里差不了多少,读数不容易跑。
《周礼·考工记·匠人》把整套动作写得很细:「水地以县,置槷以县,眡以景。为规,识日出之景与日入之景……」先把地平好,用悬绳把杆立直,再看它的影子。这一段说的是定方向,不是长短。
表立多高?古书里有一个固定的数:八尺。
《周髀算经》开篇就是这一句:
周髀长八尺,夏至之日晷一尺六寸。髀者股也;正晷者句也。
「周髀」就是表,「髀」是股,「晷」是勾。一根八尺的杆,夏至正午的影子是一尺六寸。
八尺这个数,用得极久。先秦的算书里是八尺,汉代的注家说的是八尺,一直到南北朝,才有人第一次动它。用了太久,就成了标准。古书没有给理由。
四、陶寺那根漆杆
前面说的都是纸上的话。地下有没有东西?
有,而且比纸早得多。
2002 年秋天,山西襄汾陶寺遗址。考古队在城址里挖到一座王级大墓,编号 ⅡM22。墓室的东南角,立着一根木杆。
杆子外层是漆。整根先髹一道黑漆,再一段一段髹石绿色的漆段,绿色段的两头,各髹一段粉红色的漆条,跟黑底隔开。整根杆子看过去,是黑绿相间的花纹。
它残长 171.8 厘米。下端保存完好,上端清理时有些残损,中间还有一段 26.4 厘米朽烂无迹。同墓的壁龛里,还放着玉琮和玉戚,研究者读作游标、景符一类的附件。
杆子上有一道特别的记号:从下端量起 39.9 厘米的地方,做了一道标记。陶寺人当时的一尺是 25 厘米上下,39.9 厘米折过去,正是一尺六寸。
一尺六寸,就是《周髀算经》里那个「夏至之日晷一尺六寸」。
同一座墓里,还出一根立表:通身涂红彩的木杆,按陶寺尺折算,整器当在九尺上下;用的时候把它插进地里一尺,地上留八尺。八尺的表,又对上了。
这组东西,研究者判定是目前考古发现最早的圭表仪器实物,年代距今约 4300 至 4000 年。【通说】
有一层必须说清。说「出土了圭尺」「是世界最早的圭表仪器实物」,可以;说「四千年前的人用它测出了冬至」,要留余地。漆杆上没有一个字说明它是干什么用的。它是不是测影的圭尺,是把形制、刻度、同出器物凑在一起推出的判断,不是器物自证。【一说】
2009 年 6 月 21 日,夏至。陶寺遗址的研究者用出土圭表的等大复制品做了一次实测,量出了当天的正午影长。这一步说明的是方法可行、器物能对上,不能反过来证明四千年前的人一定用它做过同样的事。
陶寺那根杆子上的 1.6 尺,还说明另一件事:夏至影长不是一个全国统一的数。它是随纬度走的。
五、「地中」是一把尺子的读数
现在可以讲「地中」了。
《周礼·地官·大司徒》有一段,是「地中」这个词最早的出处:
以土圭之法,测土深,正日景,以求地中。日南则景短多暑,日北则景长多寒,日东则景夕多风,日西则景朝多阴。日至之景,尺有五寸,谓之地中。
「土圭」就是那把量影子的尺。「测土深」,测的是地南北的远近。用土圭校正正午的影子,去找「地中」。影子偏南就短,地就热;偏北就长,地就冷;偏东偏西,早晚的影子也不对。
标准落在一句话上:夏至正午,影长一尺五寸,这里就是地中。
东汉的郑玄注这部书,引了他前辈郑众的话,说得更直白:
土圭之长,尺有五寸。以夏至之日,立八尺之表,其景适与土圭等,谓之地中。今颍川阳城地为然。
八尺的表,夏至正午的影子,正好跟一尺五寸的土圭一样长。这样的地方,当时认定在颍川郡的阳城。阳城是今天的登封市告成镇。
回头看一眼那两个数:
| 载体 | 夏至正午影长 | |
|---|---|---|
| 陶寺(晋南) | 漆木杆上的刻度 | 一尺六寸 |
| 阳城(今登封告成) | 《周礼》郑玄注 | 一尺五寸 |
差一寸。这一寸是纬度差出来的。陶寺在晋南,纬度比洛阳一带高一些,太阳正午的高度低一些,影子自然长一些。
「地中」这个词听着像在指一个点,其实它的判据是一个读数。读数变了,那个点就跟着挪。
后来的人把这一层说破过。北宋司马光画过一张《日景图》,王应麟《困学纪闻》卷九引作:「日行黄道,每岁有差,地中当随而转移。故周在洛邑,汉在颍川阳城,唐在汴州浚仪。」太阳走的路本身在变,「地中」也跟着挪:周朝在洛邑,汉朝在阳城,唐朝在浚仪。
「地中」跟着读数走,那测「地中」这件事,就不只是天文,还是政治。长期主持陶寺发掘的何驽有一个说法,概括成四个字:王者逐中。政权换了、都城迁了,圭表上那个「中」的标准也跟着换。
「中国」的「中」,源头就在这儿。西周早期的何尊铭文里有一句「余其宅兹中国」,是目前所见「中国」二字最早的出处。
有两处要标一下。
【通说】:地中观念的地理标志,后世基本固定在嵩山与伊洛一带。
【一说】:冯时认为,早到 6500 年前,「地中」就已经在陶寺一带了,与陶寺基本同一纬线的濮阳西水坡大墓,两地的夏至影长差不多长。这一条靠纬度与遗址对应来推,不是直证。
六、从一个「日至」到「岁实」
一个「日至」记下来,只是个日子。连着记,才出来一年。
麻烦在前头。冬至那一刻,不总落在正午。它可能出现在一天里的任何时辰。想把它钉死,只能一天一天地量,往前逼。
古人量着量着,发现了一件事。刘昭补《后汉书·律历志》里写得很清楚:
日发其端,周而为岁,然其景不复,四周千四百六十一日,而景复初,是则日行之终。以周除日,得三百六十五四分度之一,为岁之日数。
太阳走完一圈回到原处,影子却没有回到原来的位置。要等到第四年,影子才重新落回起点。这中间隔了一千四百六十一日。以四除之,一年是三百六十五又四分之一日。
那个零头四分之一日,就是「四分历」这个名字的来处。多出来的那一整日,就是闰日。
春秋末年,岁实定在 365.25 日。拿今天公认的回归年长度 365.2422 日去比,多了 0.0078 日,一年差十一分钟上下。
一年差十一分钟,听起来没什么。攒上一千六百年,就是十天。这是后话了。
要紧的是这一步的性质。这个数是从影子上一天一天读出来的。
七、这把尺子后来落在哪儿
回到开头那座台子。
阳城,也就是今天的告成,从东汉郑玄注《周礼》点名之后,就成了「地中」的默认位置。后世的实测,多半往这里做。
唐高宗仪凤四年(679 年),太常博士姚玄辩奉命在阳城测影台依古法立八尺表,夏至正午量的影子,一尺五寸,跟古法一样。唐玄宗开元十一年(723 年),太史监南宫说又在这里刻了一座石表。《新唐书·地理志》河南府阳城县下有一句「有测景台」,说的就是这件事。
再往后到元代,郭守敬主持改历,为了「四海测验」,在全国立了二十七处观测点。登封这一处,就是那座观星台。
观星台是一座被放大了的圭表。覆斗状的台身是表,台下那道长长的石圭是尺,尺寸比古制大出几倍。放大是有道理的:表越高,影子越长,同样一寸刻度代表的时刻就越细。台身上那个「景符」,是用来解决高表影子边缘发虚的,一片薄铜中间开小孔,把影子边缘收成一条细线,读数才准。
从陶寺那根一米七的漆杆,到登封这座十几米高的台子,中间隔了三千多年。测的东西没有变,还是正午那道影子。
登封观星台之前的实测传统,说的就是这一段。
河南人常说的那个「中」,源头可以追到这里:一个读数,量了两千多年。
A&Q
问:「日至」指的是冬至还是夏至?
答:两个字不固定指哪一天。它说的是太阳走到极处的那一刻,一年有两回:影最长的那天叫「日南至」,也就是冬至;影最短的那天叫「日北至」,也就是夏至。《左传》里两次「日南至」说的都是冬至;《周礼》那句「日至之景,尺有五寸」说的却是夏至。读古书遇到「日至」,先看清是哪一头。
问:圭和表分别是什么?
答:表是垂直立在平地上的那根杆,圭是水平放着的带刻度标尺。正午时太阳照在表上,影子落在圭面上,圭上的刻度就把影长读出来。表的高度,古书里长期定在八尺。
问:陶寺那根漆杆,凭什么说是圭尺?
答:靠三样凑在一起。一是器物形制,直立的长杆,通身分段上漆;二是刻度,39.9 厘米处有一道特别标记,折 1.6 陶寺尺,与《周髀算经》的夏至影长数相合;三是同出器物,玉琮、玉戚被读作附件。这三样都指向测影,但杆上没有文字自证,所以说它是圭尺,是研究者的判断,属一说。
问:「地中」是一个固定的地方吗?
答:不是。它的判据是一个读数:夏至正午,八尺表的影子长一尺五寸。而这个读数随纬度变。陶寺那根杆上刻的是 1.6 尺,阳城的标准是 1.5 尺,差一寸,是纬度差出来的。所以「地中」的位置在历史上会挪,司马光就说周在洛邑、汉在颍川阳城、唐在汴州浚仪。
问:一年 365.25 天这个数,是怎么来的?
答:是量出来的。连续记录冬至正午的影长,会发现影子当年回不到原处,要到第四年才回到起点,中间隔 1461 日。以四除之,就是 365.25 日。多出来的那一天,就是闰日。春秋末年,岁实已经定在这个数上。
邝楚嘉按:这一节真正想说的,是「地中」这两个字底下藏着什么。它听着像在指一个地方,其实是一个读数:夏至正午,八尺表的影子一尺五寸。读数随纬度变,地方就跟着挪。把它当成一个固定地点去争,就错过了古人真正在做的事,他们是在用一根杆子,把「天下」量出来。往后读史,凡遇到「地中」「中国」这类词,先问一句:它背后是哪一把尺子。
引用与出处
[1] 左传[M]. 先秦.
[2] 周礼[M]. 先秦.
[3] 周髀算经[M]. 汉.
[4] 汉书[M]. 汉.
[5] 后汉书[M]. 南朝宋.
[6] 新唐书[M]. 宋.
[7] 董作宾. 殷历谱[M]. 1945.
[8] 荆州博物馆, 蒋鲁敬, 李志芳. 胡家草场简牍的若干个「最」[N]. 人民日报, 2020-02-08(05).
[9] 何驽. 都城中的早期「中国」[N]. 人民日报, 2025-10-02.
[10] 山西省文物局. 临汾陶寺为何是最早「中国」:从陶寺遗址发掘的圭尺说起[EB/OL]. 2021-09-08.
[11] 中国新闻网. 中国天文,从 4000 年前的「立竿见影」谈起[N]. 2025-03-20.
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作者:嘉言一得(邝楚嘉)|独立研究者,致力于可核验的原始文献与历法数据归档。
Author: Chujia Kuang (邝楚嘉), pen name Jiayan Yide (嘉言一得) — independent researcher devoted to archiving verifiable primary sources and calendar data.
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