大约陶寺遗址时期，中国就开始使用了圭表来测日影定季节了。最早的表是用木制的，或用竹竿，也有用石柱的，它们都是容易得到的材料，为了测量日影长度，周代使用一种专门尺子——土圭。
“土”是度量的意思，“圭”是一条尖头的玉器，土圭就是量度日影的一把玉尺。
圭表测日影会得到什么呢？！
一、表示时间、季节。
《尚书·尧典》讲到四个节气。以昼夜变化依次为“日中，日永，霄中，日短”，这就是根据日影长度来命名的，即后来定名的春分、夏至、秋分和冬至，简称“二分二至”——中国人由此确立了“时间”的概念。
比如，正午时的表影总是投向正北方向，这样既知道了“正午”的时间，也知道了“正北”方位。
需知：
白天时，太阳“正午时”（12时）一定在正南方向，日影投向正北方向；夜晚时，太阳一定在“子时正”（24时）在正北方向。
所以，我们可以得知，“子午”南北方向是不会改变的，而“卯酉”东升西落则会因为太阳一年从北到南回到北半球的过程而发生位置变化。这就是为什么古人会说“定者为经，动者为纬”了。
因而，我们可以根据这个特点，以十二时辰推知太阳方位。
图 “圭表”显示四季日影
经过长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影也最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。
于是，古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。譬如，理论上，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度。
二、方位。
《周礼》中的《地官•大司徒》篇说：“以土圭之法测土深，正日影，以求地中”，这就是利用圭表测影法来定方向，以求地中。
图 日影确定地理子午（圭表测影方位示意图）
一天之中，日影最短时为正午，正午时日影投向的方向为正北，太阳处于正南；南北连线直角交叉线则指向正东与正西，以此定出了四面、八方——中国人由此明确了“空间”的概念。
《周髀算经》记载了这一内容：“冬至昼极短，日出辰而入申；夏至昼极长，日出寅而入戌”，都是指表影方位的。冬至日出东南而没于西南，即日出辰位而入于申位；夏至日出东北而没于西北，即出寅位而没于戌位；只有春、秋分日出正东而没于正西，即出卯位而没于酉位。
太阳时辰与方位合二为一
太阳日影方向，既表示时辰，也表示方位。
因为不同季节、不同地点、不同时刻日影的长度不同，日光投影的刻度不同，通过长期的观测记录，比较研究，就可以获得不同时空节令的相关数据。
古人利用土圭测量日影，将一年之中日影最长的那一天定为“日长至”（冬至），昼短夜长；日影最短定为“日短至”（夏至），昼长夜短。春秋两季各有一天昼夜等长，定为春分秋分。如此一来，两分两至得以确定，而随着时代发展二十四节气这种反映太阳运行规律的主要用于指导农事的历法也就逐渐形成了。
图 清《钦定书经图说》夏至致日图，描绘古人立表测影的情形
中原大地幅员辽阔，古人相继发现：在南北不同地点，正午时间测出的日影并不一样长。
图 洛州无影示意图
在反复测量中发现，在某一个地方的正午时分，放置圭表观看，标竿下“无日影”，这样就把放置标杆的地点视为“地中”，而这个时间点被命名为“天中”，以“地中”为坐标，可推演其他地点的“经纬度”。
立竿测影求出来的“地中”，即是“天中”，古人称之为“天轴”，亦是天极。
汉代王充在《论衡·谈天》中也指出：“极为天中，方今天下在天极之南。”即“极”为天的正中心，现今中华大地所在的天下在天极之南。
即《开元占经》所说的：“南极北极天轴所在，转运所由，譬车之有轮，所以自行也。众星皆无常，惟北极守中不易，是以知其为天中也，天倾，故极在中北。……天圆地方，极枢中央，动以历静，时乘十二。”
将日影刻度每日每年记下，据此可测定一昼夜十二时的起止点、推算出一日一百刻、一月三十天、一季三个月、一年十二个月的起止点；进而确定一年二十四节气、七十二候、三百六十五天，以及十二年一周天，三十年一世、六十年一甲子的时间演变；由此衍生出天文、历算、农业安排、动植物生长四季变化的一系列知识来。
正是利用对日影的时间与方位的测量，当日出表影指向东西的时候，或者正午表影指向南北的时候，我们可以自然而然地同时获得时间和空间两个概念，所以，辨方正位与时间计量源出一处“立杆测影”。
也就是说，由立竿测影活动同时获得的时间和空间这两个概念。
通过测量“日影”，测出了“天”“地”的运行规律，找到了时空转换的法则。这是当时最精密的时空测算，且与农业生态息息相关。
这就是中国古人的“时空一体观”了，来自于真实的太阳日影观测！
西方没有经历过真正的天文观测，这就是它们总是弄不懂时间和空间的关系，牛顿一开始能认为成“绝对时空观”，正是它们当时的天文理解水平，说明西方爆发的天文知识是来自于外界，而不是来自于它们本身的天文观测！
不管是西方的牛顿绝对时空观、爱因斯坦相对时空观，还是笛卡尔物质空间时空观，都是不准确的错误的纸上想法，只要真正对太阳日影进行观测过，就不会得出西方那些错误时空观！
相信，就是今天大家了解了太阳日影的时间和方位以后，也不会有什么“绝对时空观”，因为得不出这样的结论，真实的世界不存在这样的“绝对时空观”！
有意思的是，中国古代的各种思想科技文化都是来自于真实天文的抽象规律总结，而西方的各种思想却总是来自于实验假设模拟。
西方的虚假模拟如今当成是“科学世界观”，中国古代的真实抽象却当成是“迷信思想”，真是太讽刺了！
总之，正是在立竿见影下，获得了方位与时间的概念，这就是中国古代的“时空一体观”！
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