牵星尺(1/1)
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牵星尺是一种用于航海的测量工具,主要用于测量星体离海平面的高度。
牵星尺一头有刻度,另一头没有刻度。使用时,手持无刻度的部分,手臂向前伸直,尺顶与某星相接时,看海平面在尺上的位置就可知道某星出水几寸了。牵星尺的刻度2.6厘米约相当于宋尺的一寸~用户问的是牵星尺的历史起源,我得先看看搜索结果里有哪些相关信息。首先,搜索结果里有提到牵星术和牵星板的使用,特别是在郑和下西洋的时候用的很多。比如搜索结果1、2、8、10都提到了牵星术在航海中的应用,尤其是明代茅元仪的《武备志》里收录的《郑和航海图》中的过洋牵星图。不过用户问的是起源,可能更早。这时候需要找更早期的资料。搜索结果4提到《周髀算经》中的测量方法,里面用到了表和绳,类似牵星术的原理,这应该属于早期的天文测量技术,可能和牵星术的起源有关。还有搜索结果7里提到东汉贾逵的记载,可能涉及早期的天文观测,不过看起来这部分内容可能和牵星术的关系不大,需要再仔细看看。
搜索结果13和14也提到中国古代牵星术的起源,可能追溯到战国时期。比如搜索结果14提到中国在战国时期就已经使用类似的方法,用绳和表进行测量,这可能就是牵星术的雏形。另外,搜索结果4里详细描述了《周髀算经》中的测量北极和二十八宿的方法,这应该属于早期的天文测量,是牵星术的技术基础。
还要注意搜索结果5提到的游标卡尺,虽然和牵星板不同,但说明古代中国在测量工具上有悠久的历史,可能对牵星板的发明有影响。不过这里需要区分牵星板和游标卡尺的不同用途,前者用于天文,后者用于长度测量。
综合来看,牵星尺(牵星板)的历史起源可能可以追溯到战国时期的表绳测量法,经过汉代的发展,到宋元时期逐渐形成成熟的牵星术,并在明代郑和下西洋时达到高峰。嗯,用户问的是“牵星尺的制作材料”,我需要先理解什么是牵星尺。根据搜索结果,牵星术是古代航海用的天文导航技术,使用的工具是牵星板,也就是牵星尺。那制作材料应该和搜索结果中的描述相关。牵星板用乌木制成,十二块正方形木板,最大的一块边长约24厘米,递减到最小2厘米。搜索结果4也提到苏州马怀德的牵星板是乌木做的,十二片,标有一指到十二指,还有象牙块。搜索结果6同样指出牵星板是硬木制成的小正方形板,共十二块,用绳子系在中心。搜索结果7提到象牙制的方块,四角缺刻,用于补充测量。
所以,综合这些信息,牵星尺(牵星板)的主要材料是乌木,还有象牙作为补充部件。另外,可能还需要绳子,比如搜索结果4提到绳子穿在板中心,用于测量时拉直。材料选择上,乌木优质耐用,适合制作精密工具,象牙则用于精细刻度。还有搜索结果7提到绳子长度大约是72厘米,用来连接木板和眼窝。周髀算经记载,周公询问商高“夫天不可阶而升,地不可将尺寸而度”的疑问,即没办法上天测量,也无法用尺子丈量大地,那么古人如何测量天体?
该书又有记载,“候勾六尺,从髀至日下六万里,而髀无影。从此以上至日,则八万里。”即“候勾六尺”时,观测点距离无影之处(太阳直射点)六万里,距离太阳的高度为八万里。
问题在于,既然“夫天不可阶而升,地不可将尺寸而度”,那么“六万里”、“八万里”又从何而来?鲜为人知的是,因为古人有一把“量天尺”,这不是神话故事中的“量天神器”,而是中国先民数千年智慧的结晶,而“量天尺”与“勾股定理”结合,古人就可以测量天体了。所谓“量天尺”,自然不是直接测量天体的尺子,而是古人发现的一个天象规律,然后以此为基础进行计算。
为了掌握“农时”,古人开始观象授时,其中一种办法叫“圭表测影”,即“表”垂直于地面,“圭”横放于地面,通过“表影”长短判断季节(见下图)。而在漫长的圭表测影中,古人掌握了“量天尺”。周礼记载:“日至之景,尺有五寸,谓之地中。”所谓“地中”,就是地之中央,“中国”名称起源与之有关,古人认为夏至日的日影一尺五寸之地为“地中”。
不过周髀算经记载,“日中立杆测影,此一者,天道之数。周髀长八尺,夏至之日日晷一尺六寸。”接下来又说,“正南千里,勾一尺五寸,正北千里,勾一尺七寸,日益表南,晷日益长。”问题在于,周礼说“尺有五寸”,周髀算经说“一尺六寸”,为何两者重点有所不同,“寸影千里”有过验证码?原因很简单,就是不同地点测影的结果,反映了政治上的“地中”的变化,现代考古揭开了两则记载的日影不同、以及寸影千里的谜团,改写了我们的认知。
清华简保训记载,尧舜时不知道什么原因而“恐,救中”,于是舜“乃易立埶诣,测阴阳之物”,最终舜得到了中,但到了夏朝中期,商族的上甲微(史记说王亥之子)认为舜测得不对,于是上甲微“追中测影”,最终认为嵩山才是地中。上个世纪,在山西临汾襄汾陶寺遗址,考古发现一件木胎漆绘圭尺,现代学者在该地的夏至日正午实测,印证了周髀算经“日影一尺六寸”的记载。而在嵩山一带,古今无数政权以此为地中,在登封告成镇建立观星台、测影台等,可以印证周礼“尺有五寸”的说法。
可见,“一尺六寸”是舜在陶寺遗址测的结果,“尺有五寸”是上甲微在嵩山测的结果。而嵩山与陶寺遗址基本处于同一经度,两者之间相距300多公里,以商周认知水平来看(周朝一里大概是415米),认为两地相隔千里并不奇怪,于是就有了“影差一寸,地差千里”的结论。
对于天体测量来说,“影差一寸,地差千里”就是一把“量天尺”。掌握量天尺后,古人就可以测量天体了,其中最为核心的办法就是勾股定理。
在漫长的圭表测影中,古人逐渐发现了“勾三股四弦五”的规律,然后就以勾股定理来测量万物。现代考古显示,至少在6500年前的河南濮阳西水坡遗址时,中国先民已经懂得立表测影,因此“勾三股四弦五”的规律不是突然出现,而是有着漫长的认知期。
问题在于,掌握勾股定理与量天尺之后,古人如何测量天体,测量太阳距离地面的高度呢?以现代人的认知来看几乎不可能,但以古人天圆地方的认知来看,这件事就变得简单了。有兴趣的朋友,不妨先不看下面,自己寻找一下解法,看看如何测得太阳距地高度。除了测量日高之外,古人还测量了北极星的高度,北极星到太阳的距离,太阳照射的最长距离(“故曰:日照四旁各十六万七千里”),宇宙直径与周长(“四极径八十一万里,周二百四十三万里”)等等,都是在量天尺的基础上,采用勾股定理计算出来的。
以现代眼光来看,虽然寸影千里(南北朝时已有人质疑,唐僧一行测出较为精确的结论)、日高八万里等等,基本都是错误的结论,但这只是时代认知的局限性,人类探索未知的正常过程。相反,能活用量天尺、勾股定理测量各种天体,反映了中国先民超人的智慧~~~