2012年3月11日

日晷觀測有罔兩



最近讀了一本書,是郭中一教授的《科學,從好奇開始》,裡頭有篇「怎麼對付『魑魅魍魎』的鬼東西」,這介紹的知識真是有趣呢!

古人觀察藉由日晷的日影來訂定日期,制定曆法。成語所稱的「奉為圭臬」,其中的圭臬指的是圭表。

表是一根垂直立於地面的桿或柱,圭則是地面的水平標尺,中午的時候,表的影子會落在圭上面,古人只要量測表的影子,就可以制定節氣。例如夏至就是表影最短的時刻,冬至則是表影最長的時刻。

可是規表在作測量的時候,會有些使用問題,那就是看不清楚影子在哪裡,此外準確度也不高。

要減少測量的誤差,古人有作法,元朝的郭守敬用了超高的表,人家用8尺的表,他用了40尺,表高了,影也長了,測量的誤差也就減少了。

但還是有個問題啊,影子的邊緣是模糊的,怎麼訂長短呢?2010年12月我帶學生玩了一個冬至測日影的活動,那時候學生就在哎哎叫,要量到哪裡才準呢?


先拿個人影做說明吧。




雖然人影看來清楚,但是影子的邊緣卻是模糊的,這個地方稱為半影


《莊子‧齊物論》裡有段話


罔兩問景曰:「曩子行,今子止;曩子坐,今子起。何其無特操與?」景曰:「吾有待而然者邪?吾所待又有待而然者邪?吾待蛇蚹蜩翼邪?惡識所以然!惡識所以不然!」

就字面上來看罔兩,罔是「沒有」的意思,罔兩就是「不是這樣,也不是那樣」,又不是影子,又不是光,那是什麼,後人解釋「罔兩」是「景外之微陰」,也就是影子的影子。這個罔兩問了影子說「剛剛你還在走,現在卻停下來,你坐著,卻又站起來,你怎麼沒有自己的主張呢?」

影子說:「我是有所依賴才這樣,我依賴的物也在依賴其他東西,所以才會這樣!我的依賴就像是蛇的蛻皮、蟬的蛻一樣,怎麼知道為什麼會這樣,又為什麼不是這樣呢?」

這篇寓言故事有趣的是,影子本來就跟著物在活動,可是影子的影子卻又質疑影子怎麼沒有自己的主見,其實啊影子的影子不也是跟著影子和物在動嗎。


前頭所說的表的影子落在圭上會有不清楚的半影,那半影也就是莊子所說的「罔兩」。圭表愈高愈準確,但是半影也愈大了。為了讓圭表更準,所以郭守敬弄出了景符。

中國古觀星台的網站裡,就有景符的照片。景符就是個開了小洞的銅片,架在表上,就可以因為針孔成像的關係,而讓影子有了個小亮點。



雖然我弄不出景符,但是可以用手模擬一下。瞧在我頭上圈起一個小洞,在影子那不就有個小亮點了。原來啊,景符可以消滅罔兩呢!


到底這個罔兩和魑魅魍魎的魍魎有沒有關係呢?

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