吴振华《日晷设计原理》序

南宋人曾敏行，字达臣，曾号独醒道人，因病不仕，以布衣治学。传世有学术随笔集——当然这是现代的说法——《独醒杂志》，其卷二记载了当时学者曾南仲设计日晷事：

南仲尝谓古人揆景之法，载之经传杂说者不一，然止皆较景之短长，实与刻漏未尝相应也。其在豫章为晷景图，以木为规，四分其广而杀其一，状如缺月。书辰刻于其旁，为基以荐之，缺上而圆下，南高而北低。当规之中，植针以为表，表之两端，一指北极，一指南极。春分以后，视北极之表；秋分以后，视南极之表，所得晷景与刻漏相应。自负此图，以为得古人所未至。

曾敏行按照其设计制作了实物，使用后感叹其设计之精妙：

予尝以其制为之，其最异者，二分之日，南北之表皆无景，独其侧有景。以其侧应赤道，春分以后，日入赤道内；秋分以后，日出赤道外，二分日行赤道，故南北皆无景也。其制作穷赜如此。

曾敏行卒于淳熙二年（1175），故他所记之事，距今已八百余年。从他所记细节，可以明白无误地断定，曾南仲设计的是标准的赤道式日晷。

上面这段史料，在中国日晷发展史上具有特殊的重要地位，因为它是关于中国赤道式日晷最早的确切记载。

至于通常所说的两具“秦汉日晷”，一具是原清朝宗室端方的收藏品（现藏中国历史博物馆），另一具是1932年出土于河南洛阳金村（现藏加拿大安大略皇家博物馆），虽经中外学者反复研究讨论，对它们的用途和用法都仍未取得一致意见。但它们不是赤道式日晷这一点基本上可以肯定。

古代中国人很早就知道用“表”，即一根垂直竖立的杆来测定方向，也可以测定特定的时刻，比如正午等。《诗经·大雅·公刘》篇有“既景乃岗，相其阴阳”之句，说的是立“表”以定方位，这是大约公元前15世纪时之事，距今已有约3500年。

从“表”到日晷，有一个逐渐过渡的过程。“表”如果配上地面适当的刻度划分，就可以成为一个地平式日晷。然而地平式日晷的刻度需要用到投影几何知识——这恰恰是中国古代所欠缺的。而赤道式日晷尽管安装比较复杂，但在刻度上则相对简单。故中国古代流行赤道式日晷，是很自然的。

日晷在古代用来测定时间，但因必须利用日影，故不能全天候使用。随着其他计时工具的出现和普及，日晷的实用价值逐渐减小，而装饰、摆设和把玩的用途逐渐占据主要地位。比如现在我们在北京故宫，以及某些道观、庙宇中所见的日晷，就是装饰性质的——当然有的也可以大致测定时间。

在世界许多古老文明中，研究“时间”这个主题，往往会和宇宙、天地、鬼神等宏大的主题发生直接或间接的联系。上面谈到的两具疑为秦汉日晷的装置，其上都有一种特殊的纹样，也早就引起了中外学者这方面的猜测。在现代城市和建筑中，各式各样的日晷往往被用来点缀景观，烘托人文气氛。这些日晷在设计原理、制造工艺等方面往往争奇斗艳，各极智巧。也许，这种远古的联系，仍在设计者的潜意识中起着作用？

所以日晷向来就是一种自然科学和人文学术相互渗透的特殊器物。

本校吴振华教授，饱学之士也。于本业之余，对日晷情有独钟，在日晷设计原理、制造工艺等方面皆有深湛研究。本校徐汇、闵行两校区中之日晷，皆出其手，使得校园景观生色不少。吴教授最近撰成《日晷设计原理》一书，即将出版。据我所知，这将是第一本中国学者撰写的日晷专著。遥想八百余年前曾设计赤道式日晷之曾南仲，若泉下有知，见此书必先有“吾道不孤”之喜，次有“后来居上”之叹也。爰为短序，用志其事。

2000年11月5日
于上海交通大学科学史系

（《日晷设计原理》，吴振华著，上海交通大学出版社，2001年）