中国古代的计时器：圭表

将一根木杆垂直地插在地上就形成了表。 可别小看了这根简单的木杆，它可是中国最古老的天文仪器。 古人用它不仅可以确定南北方向，还可以测定节气与时刻。

土圭是最古老的计时仪器，是一种构造简单、直立于地上的杆子，用以观察太阳光投射的杆影，通过杆影移动规律、影的长短，以定冬至、夏至日。 《尚书·尧典》中记述土圭始于尧帝时期（前2357~前2258），史学界认为“尧典”不是尧时写的，是周代史官根据传闻编写，后经春秋战国（前7世纪~前2世纪）时儒家陆续补订而成。 因此我们可以认为，至迟在公元前7世纪，掌管天地四时的官吏已使用土圭分出二分二至，确定一年为366天。 到殷商时代（前1520~前1030）测时已达到相当高的精度，其干支记日法一直沿用到今天。

由于土圭的构造简单，不易掌握，所以逐渐发展为圭表。 《隋书·天文志》将圭表的创造追溯到公元6世纪：南北朝梁武帝天监年间（503~519）祖暅（祖冲之之子）造八尺高的铜圭表，观测圭上表影的长短，测定时间。 但1965年江苏仪征东汉墓（25~220）出土了一件青铜铸的圭表，这说明圭表的创制和使用要早于记载几百年。 待到《元史·天文志》，对圭表的形制、构造、材质都有详尽的记述。

早先的表和圭是单独的两件仪器，土圭是一种玉制的尺子，长约一尺五寸，用来量度表影的长度。 对于居住在北半球的人来说，中午表影总是在表的正北方向，于是古人就用石头从表基开始沿着中午的表影砌一水平的圭面，并在上面刻上刻度。 这样人们就可以直接从水平圭面上读取表影的长度，圭与表也就合二为一了。

成书于春秋末年的《考工记》是一部记录手工业技术的书籍。 在这本书中，我们可以找到最早的立表定向的方法。 首先，把一小块地整平，把木制或竹制的表插于其上，用一个挂有重物的准绳来把表校准，使之与地面垂直；其次，用圆规以表为圆心画圆。 在日出和日落时分别观察表影，标记出表影和圆相交的两点，过这两个交点的线所指示的方向就是正东、正西。 到这一步还不算完，古人还要白天通过观察中午表影的方向、夜晚通过观察北极星的方向对其进行校正。