刚刚过去的冬至又称“冬节”、“贺冬”，为华夏二十四节气之一。冬至那天大家吃饺子了吗？今天我们来讲的藏品就跟“冬至”有密不可分的关系。
▲ 记载，周代以冬十一月为正月，以冬至为岁首过新年。但过“冬至节”是自汉代以后才有，盛于唐宋，相沿至今。
《周髀算经》有言：“故冬至日晷丈三尺五寸，夏至日晷尺六寸。”冬至这天，太阳投下了一年当中最长的影子，它直射地面的位置到达一年的最南端，几乎直射南回归线（南纬23°26'）。《周髀算经》中所指的“日晷”就是太阳影子的意思。而在我国古代的天文计时领域中，“日晷”除了其本义（太阳影子的意思）之外，还指代一种天文计时仪器也就是今天我们要介绍的馆藏精品，人类在天文计时领域的重大发明——“日晷”。
▲计量博物馆的馆藏“日晷”，晷盘上刻有:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戍、亥十二个时辰。
▲故宫博物院内太和殿前的“日晷”，在古代象征皇帝拥有向天下万民授时的最高权力。
自古以来，天文地理规律总是与人类生产、生活息息相关，阳光照射地上物体产生日影长短变化，会随着不同季节、纬度、日期和时刻的不同而变化。而“日晷”就是使用太阳投射的影子来测定并划分时刻的一种简单设备。
日晷的结构主要由一根投射太阳阴影的指针、承受指针投影的投影面和投影面上的刻度线组成。根据指针与时刻盘的取向和相对位置的不同,我们可以将其分为不同的类型。其中赤道式日晷为我国最典型的中国传统式日晷。
▲赤道式日晷的结构图
存放于计量博物馆内的日晷就为赤道式日晷，它是以北京故宫博物院内太和殿前的日晷为原型复制的。赤道晷的明确记载初见于南宋曾敏行的《独醒杂志》，这种日晷的盘面一般为圆盘状，上下两面均刻有时刻线，并按圆周均匀分布，晷盘中央装一条与其相垂直的金属晷针,晷盘与地面斜交。在实际使用过程中，晷面必须平行于赤道面，晷针平行于极轴，晷针的上端指向北天极，下端指向南天极。
▲一天24 小时, 每个时辰代表2个时, 每时辰还等分为“时初” 、“时末”等, 符合24时计算。
按照太阳运行的情况，在春分以后、秋分以前，用北面的晷盘计时；秋分以后、春分以前，用南面的晷盘计时。除此之外，赤道式日晷还需要一个基座，晷面安放在基座上，晷面与水平面的夹角等于所在地的地理纬度。因为传统赤道晷底座和晷盘之间的角度一般都是固定的，所以赤道晷一旦制作完成，就只能在相同纬度的区域才能正确测时。
▲秋分以后、春分以前，用南面（背面）的晷盘计时。
▲太阳视运动随地球公转和自转发生, 地球上的季节变化和昼夜长短变化, 都与太阳周年视运动和周日视运动分不开的。
在中国古代天文测时仪器的发展过程中又以明清时期尤为特殊。
十六世纪末,随着西方耶稣会士的来华传教,西式日晷的制作和使用技术亦随之传入中国。据文献考证,最早将西式日晷制作方法带入中国的是意大利籍的利玛窦。根据《利玛窦中国札记》记载，1590年利玛窦在韶州时，就曾向中国学者瞿太素传授欧几里德的几何学以及日晷等其它天文仪器的制作方法。瞿太素也成功地运用所学到的方法制成了一系列科学仪器，其中就包括日晷、星盘等天文测时仪器。
▲明代，以利玛窦为代表的耶稣会士的传教活动，以及随之而来的西方科学文化的传播，向长期封闭的中华帝国吹进了一股清新空气。利玛窦广交中国官员和社会名流，传播西方天文、数学、地理等科学技术知识。
▲以瞿汝夔（号太素）为代表的先进知识人接触到了前所未闻的新思想、新事物，他们把耶稣会士看作自己的朋友和老师，如饥似渴地向他们学习，并成功地运用所学到的方法制成了一系列科学仪器。
从《周髀算经》到利玛窦，日晷的发展经历了2500多年，日晷的形态、样式都发生了很大的变化。那么关注我们公众号量大师生心中是否有一个疑问，在二十一世纪的今天，计量博物馆馆藏的赤道式日晷是否还能继续发挥它天文测时功能呢？我们将在近期藏品故事中揭晓，敬请期待吧！
▲中量大环宇楼前的“日晷”石雕