中國古代怎樣測定回歸年 ?
本帖最後由 mca 於 2010-8-9 16:13 編輯遠至二千多年前的春秋時代，古籍已有 "日中測影" 之說，日中即是正午的太陽，測影即是竪立杆子測量正午時的日影長度，全年以 "冬至" 這一天的日影最長，兩次冬至相隔的時間稱為一年。到了南北朝代，祖沖之 (429 – 500) 測年的長度巳準至一分鐘左右。
最精密的日影測量來自十三世紀的郭守敬，他在元代任太史令之職。元世祖為顯皇權，滅宋後頒令整治曆法，郭守敬便在全國進行大規模的天文和地理測量，現今在河南省登封縣內仍然保留一座周代開始，郭守敬擴建，明代修葺的觀星台 (圖一)，台址包括比前朝更巨型的圭表，垂直部份叫「表」，頂上有一條橫樑，高約九米，在地面南北方向放置的叫「圭」，長 31 米，圭面有小水渠與水池連接，小水渠充水後可以檢驗圭面是否水平。圭面有刻度和可以來回移動的盒子，盒頂是一塊斜放有小孔的銅片，叫「景符」，由郭守敬首創，景符利用小孔成像的原理，當橫樑影像剛好平分在圭面的太陽影像時，橫樑即可清楚指示日影的長度。通過仿製橫樑、景符進行實測，證明橫樑影寬度可以控制在 2 毫米之內，相當於太陽天頂距誤差 1/3 角分 (考古雜誌1976/2 期），這是當時精確度之冠，郭守敬也因此在全國二百次圭表測量中求得一年 = 365.2425 天，與現代公曆的平均年值相同，與真正的回歸年只多出 25 秒，郭守敬更利用日影在全年中的變化，重新測定黃赤交角 (圖二)，折合西算 23.534 度，較現代測量值約大 0.1 度。為紀念這位元代天文學的貢獻，第 2012 號小行星 和一座月球背面環形山均以郭守敬命名，香港也仿建一座六米高的登封觀星台 (圖三)，不過它沒有圭而且位於北回歸線之南，5 ~ 8 月中午時的太陽都很近天頂處，所以見不到夏天時的日影了。
國內的郭守敬紀念館：
http://www.guoshoujingjng.com/index.html (邢台) http://www.gsjbj.com/ (北京)
http://forum.hkas.org.hk/web/Gnomon_KuoShouChing.jpg
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