□ 王渝生
圭（ɡuī）表是中国古代最早的天文测量工具之一，可追溯至西周时期。
古人通过观察物体在阳光下的影子变化，发现直立的标杆（“表”），在地面投射的影子长度会随太阳位置变化而规律波动，于是将标杆与测量影子的长尺（“圭”）结合，形成了最初的圭表。
新石器时代晚期，人们已初步认识日影长短与季节变换的紧密关联。山西陶寺遗址出土了距今约4100年的古老圭表实物，一根竖立的石柱与旁边带有刻度的玉质土圭，昭示着先民对日影观测的初始实践。
至殷商时代，甲骨卜辞中已见“立中”的记载，这“中”字，便含有竖立标杆以测日影的深意。《周礼·地官·大司徒》中便有“以土圭之法测土深，正日景（影），以求地中”的记载，表明当时已用圭表确定方位和节气。
圭表已不仅是观时的器物，更是国家用以确定地理方位、规划城池疆土的重要工具。周公在洛阳以圭表测影选址建都，将圭表推至政治文化象征的高度，赋予其“定鼎天下”的神圣意义。
汉代是圭表发展的重要阶段。当时的圭表测量精度显著提高，主要归功于圭表形制改进与测量方法的进步。太初历的创制便深刻依赖圭表精确测量的日影数据，以此确定关键节气。东汉天文学家张衡在《浑仪注》中特别记载了八尺高表，并详细阐述了利用圭表测定方向的方法。尤为引人注目的是，《周髀算经》中提出的著名法则“日影千里差一寸”，虽然这一结论后来被证实存在偏差，却反映了古人试图以圭表为尺、丈量广袤大地的雄心，直接推动了中国大地测量学的雏形发展。
到元代，圭表技术由元朝科学家郭守敬推向巅峰。他大胆突破传统圭表高度的限制，于河南登封观星台建造了惊人的四丈（约12.8米）高表，并创制了名为“景符”的精巧装置。这一创举将圭表测影精度提升至2毫米以内！正是凭借如此精密的圭表测量数据，郭守敬主导修订的《授时历》成为中国古代最精确的历法之一，其成就的光芒穿越时代，长久闪耀在中华科技史册上。
圭表由一根朴素的标杆演变为精密复杂的天文仪器，早已超越了单纯测量的范畴。它不仅是古人“敬授民时”、维系农耕社会运转的实用基石，更是王朝“辨方正位”、确立统治合法性与神圣秩序的政治象征。它那横平竖直的形态，本身就是“规矩”“标准”的永恒具象，深深烙印在华夏文化基因之中。当“圭臬”一词最终化身为至高准则的代称，它所承载的，已不单是科学探索的执着，更是一种文明对宇宙秩序与人间法则孜孜以求的理解与尊崇。
总之，圭表用于测量节气与季节：正午时分，太阳直射“表”时，影子会投射在“圭”上。通过测量影子长度变化，可确定冬至（影最长）、夏至（影最短）等节气。例如，古人发现每年冬至日影长达到峰值，以此作为一岁之始的参考。
圭表用于确定方位与历法：将圭表水平放置，表垂直立于圭的南端，通过观察不同日期影子端点的位置，可绘制“日影曲线”，进而推算回归年长度，为制定历法（如农历）提供数据支持。
圭表辅助天文研究：圭表的观测数据帮助古人理解太阳运行规律，是早期天文历法体系（如《太初历》）的重要基础，也为农业生产提供了时令指导。
圭表的设计，体现了古人对自然规律的观察智慧，是中国古代天文学的标志性发明之一。
（作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长）