有趣有内涵的人文景观

道法自然,天人合一是中华文明内在的生存理念人体日晷是体悟天人合一的绝佳所在

人文景观,岂止于看顺天时,应地利,齐人和

理解,从抽象到形象的顿悟

赏玩人体日晷,体悟天人合一
Created by rentirigui.com of ALLIDYLLS. All rights reserved.rect style="stroke: #000000; stroke-width: 1; fill: none;" x="0" y="0" width="4394" height="2470" /-->5678910111213141516171819今天是公历2019年9月22日您应该站在这里1 站位2 看影3 读时4 修正

使用说明

  1. 站位,参考日期线上的节气标注估计出当天的日期点并竖直站立在上面。
  2. 看影,观察自己的身体在太阳光下产生的影子与时辰圈相交的位置。
  3. 读时,参考邻近的时辰点标注估计出现在的时间。
  4. 修正,参考时差图表估计出当天的时差修正值并根据公式计算出北京时间。

人体日晷,也叫太阳表,是一种以人体为表针的交互式地平日晷,因为有人的参与,人体日晷比其它形式的日晷更富有互动趣味性。 除了作为表针的人之外,人体日晷一般具有上图所示的平面结构。 使用人体日晷时,请站在图中提示的站立位置,观察身影指示的方向,根据整点刻度估计出现在的日晷时间。

科学原理

时间节律和空间方位是宇宙的基本属性,人类几乎从诞生开始就不断探究时空的概念。 中国社会科学院考古研究所研究员冯时老师在其2010年出版的《中国古代天文考古学》一书中指出, 古人大约在八千年前就已经能够根据太阳的视运动测定出冬至夏至和春分秋分四个节气, 后来逐渐掌握了立杆为表记录日影测量方位和节气的方法。 原始的天文仪器表就是一根直立在平地上的杆子,一般高八尺,大约相当于一个人的身长。 因此,八尺表的数字或许还保留了在表尚未出现之前古人以人身测影的原始习俗。 表影方向的改变在一天中非常明显,这个特点很早就为古人所注意,并且借此来确定一天的时间。 商代人已经有了 “日中” 和 “昃” 的概念。表的这种计时功能的发展直接导致了日晷的产生。 这种古老仪器在中国古代曾经存在两种形式,使太阳的影子投射在地平面上的一种叫地平式日晷, 它与测影的表实际上没有本质的区别。另一种则使太阳的影子投射到平行于赤道的平面上,这是赤道式日晷。 由于太阳地平经度的变化并不均匀,地平日晷不可能像赤道日晷那样进行等间距的时间测量。 然而,尽管人类利用日影测量时间的历史很悠久,但在中国古代的文献中却很少明确地提到日晷, 目前也仅发现了两个两千多年前的秦汉时期的日晷遗迹。 日晷测时,尤其是地平式日晷测时,需要用到一定的代数几何知识,这恰恰是中国古代所欠缺的, 因此中国古代的日晷形式相对稳定单一,相对而言,西方的日晷更为常见和多变。

根据法国著名日晷设计软件 Shadows 的网站介绍,大约在公元1513年, 法国的 Brou 教堂前建造了一个利用可沿南北方向移动的表针来适应正午太阳夏高冬低现象的地平式日晷, 这种日晷的英文名称叫 Analemmatic Sundial。 Analemma 是在同一地点每天同一时刻观察,太阳在天空中全年移动的轨迹组成的8字形状的图案,也叫日行迹。 这种利用日行迹现象设计的日行迹日晷是人体日晷的历史原型。 公元1644年,一位名叫 Vauzelard 的法国测量员描述了这种日行迹日晷的科学理论, 从数学上严格推导出日行迹日晷的几何形状和测时原理。 公元2006年,广东省中山市教育局教研室的郑一帆老师在《粤港澳天文研究与天文教育研讨会论文集》中的 “人体投影太阳钟(人晷)原理及其晷面刻画计算方法的探讨” 一文中再次推导证明了这种日行迹日晷的相关几何属性,明确了以人体作为移动表针的人晷概念。 人体日晷的基本结构如下图所示,主要包括中间一段反映表针在一年之中移动范围的直线段,称作日期线, 周围一段反映表影在一天之中指示方向的椭圆弧,称作时辰圈,和站立日期线相应日期点上作为表针的人三个部分。 时辰圈、日期线和观测者本身是人体日晷的三要素。 如果把反映地球绕太阳公转的日期线作为天,反映地球自转的时辰圈作为地, 那么,以人体作为表针的人体日晷就是天地人三位一体的时空所在。 需要强调的是,没有人的人体日晷是不完整的,只有观测者站在日期线上作为表针, 将自己的影子投向时辰圈,人体日晷才能称为真正的人体日晷。

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人体日晷平面与建造地的水平面平行,日期线与当地的子午线重合,沿南北方向设置。 假设人体日晷日期线的总长度为L,以日期线的中点为坐标原点,以北方向为纵坐标正向, 以东方向为横坐标正向,建立人体日晷坐标系,并假设人体日晷建造地的经度为 Lon,纬度为 Lat, 那么,时辰圈椭圆的长半轴 a 为 L÷cosLat,短半轴 b 为 L×tgLat。 在一年当中的某天太阳赤纬为 D,这天表针竖立点的坐标为

(0, L×tgD)

在一天当中某个时刻的太阳时角为 T,表针的太阳影子将指向时辰圈上一点, 这一点的坐标为

(a×sinT, b×cosT)

这就是人体日晷的原理。表针竖立点就是观测者的站立点。

误差

所有日晷测量的时间都是真太阳时,与我们日常使用的标准时间在概念和数值上均有差别。 中国科学院上海天文台研究员赵铭老师在其2006年出版的《天体测量学导论》一书中指出, 基于地球自转建立起的时间系统是连续但不均匀的,总体趋于变慢, 而基于原子钟建立的时间系统是连续且均匀的,但却不能完全适用于人们源于太阳东升西落的本能作息节律。 因此,国际时间标准组织约定了协调世界时的日常标准时间系统。 协调世界时将全球划分为24个标准时区,其中中国国家标准时间位于东8区,也就是我们常说的北京时间。 日晷时间到北京时间的换算需要两个步骤,首先需要将日晷测量的地方真太阳时根据均时差换算成地方平太阳时, 然后将地方平太阳时根据日晷安装地子午线与东八区中央子午线的经时差换算成北京时间,即

北京时间=日晷时间+均时差+经时差

其中均时差常由天文台根据大量的天文观测统计给出, 而经时差由下式计算得出

8 - Lon÷15 小时

均时差是由于地球的轨道倾角和轨道离心率造成的。 地球自转轴与公转轨道面夹角的变化在一年之中可使日晷时间产生7.66分钟的振荡, 而地球的椭圆公转轨道在一年之中可使日晷时间产生9.87分钟的振荡, 这两种效应迭加起来,可使日晷时间达到十几分钟的偏差。下图是均时差的周年变化曲线。

Created by rentirigui.com of ALLIDYLLS. All rights reserved.公元2019年9月22日 -7 分钟立春雨水惊蛰春分清明谷雨立夏小满芒种夏至小暑大暑立秋处暑白露秋分寒露霜降立冬小雪大雪冬至小寒大寒均时差分钟数15129630-3-6-9-12-15

地球24小时自转一周,太阳在天空中每4分钟转过1度, 而太阳本身的盘面大小约0.5度,一般日晷能达到的测时精度在1分钟左右, 均时差与经时差也常表示成以分钟为单位的修正值。 现在人们日常生活中使用的钟表精度一般都在1秒以内, 因此,包括人体日晷在内的所有日晷实际的计时意义已经不大, 更多的是作为历史文明的象征点缀于人们的生活周围,继续发挥着睹物思流年的文化作用, 让人们感叹时光荏苒,从而思考人生的意义。 由于需要人找到当天的站立点并亲自站上去,人体日晷与其它日晷形式不同,更具有参与感和可玩性。

种类

人体日晷是一种建造在水平基面上的日晷,这一基面可以是广场、草坪、沙滩、塑胶操场等各种平面。 日期线是人们站立的地方,与基面持平,可以刻划、喷绘或者以地贴的形式贴在基面上。 时辰点是用以标记时辰圈上整点时间的参考点,其形式一般不受限制,除了刻划、喷绘、地贴之外,还可以是雕塑等其他形式。 按日期线和时辰圈的标注方式,可以将人体日晷分为经典、现代和混合三种类型:

经典型

时辰圈以地支标注,日期线以节气标注

混合型

时辰圈以数字标注,日期线以节气标注

现代型

时辰圈以数字标注,日期线以月份标注

建造步骤

SUDDEN,人体日晷快捷建造流程:测量SUrvey > 设计Design > 交付Deliver > 使用ENjoy。

测量 SUrvey

测量人体日晷建造场地的空间尺寸、方位坐标、海拔高度、日照时间等数据, 拍摄周边人文自然环境,以及了解当地民风民俗。

设计 Design

根据建造地的自然条件确定人体日晷的基本形式,设计日期线和时辰圈, 使人文景观与自然环境和谐统一。

交付 Deliver

根据设计工程图纸进行放样施工,将人体日晷这一人文景观完美呈现。

使用 ENjoy

在这里,不再害怕找不着北,在这里,身影指向美好时光。 此时此刻在这里,人与天地融为一体,共同感悟时空的力量。

二十四节气中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录 冬至小寒大寒立春雨水惊蛰春分清明谷雨立夏小满芒种夏至小暑大暑立秋处暑白露秋分寒露霜降立冬小雪大雪1月5~7日1月20~21日2月3~5日2月18~20日3月5~7日3月20~22日4月4~6日4月19~21日5月5~7日5月20~22日6月5~7日7月6~8日7月22~24日8月7~9日8月22~24日9月7~9日9月22~24日10月8~9日10月23~24日11月7~8日11月22~23日12月6~8日

非遗类别:有关自然界和宇宙的知识和实践。以下非遗介绍摘自中国非物质文化遗产网·中国非物质文化遗产数字博物馆

“二十四节气”是中国人通过观察太阳周年运动,认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系和社会实践。 中国古人将太阳周年运动轨迹划分为24等份,每一等份为一个“节气”,统称“二十四节气”。 具体包括:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。 “二十四节气”指导着传统农业生产和日常生活,是中国传统历法体系及其相关实践活动的重要组成部分。 “二十四节气”形成于中国黄河流域,以观察该区域的天象、气温、降水和物候的时序变化为基准,作为农耕社会的生产生活的时间指南逐步为全国各地所采用,并为多民族所共享。 作为中国人特有的时间知识体系,该遗产项目深刻影响着人们的思维方式和行为准则,是中华民族文化认同的重要载体。

人体日晷综合了测定节气的圭表和测定时辰的日晷,是传承二十四节气非遗项目的嫡系代表,将继续发扬博大精深的传统文化。

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