博物館頻道

國立臺灣史前文化博物館本館太陽廣場的日晷

「太陽廣場」位於史前館本館入口前方，以四周綠蔭圍繞著一個圓形水池而構成，圓形水池中央矗立著一座大型日晷，象徵悠久的史前文化。以日晷這樣的具體時間表徵來作為博物館的入口意象，正好契合本館成立的宗旨——史前；另外，配合圓形水池旁的12支大圓柱，如果從空中俯瞰，整個太陽廣場就是一個時鐘的造型，「時間」的建築隱喻不言可喻。

再進一步探究建築意涵，本館建築分東西、南北兩大軸線。在東西軸線上，東邊的前門配置太陽廣場、西邊的後門配置「半月池」，這是因為每一次的日昇月落代表一天時光的經過，而東昇西沈是日月的運行軌跡，因此這樣的配置亦隱含著「時間」的寓意。（註）

有關館前日晷的構建原理，日晷的形制有很多種，本館這一種稱為「赤道日晷」，因它直立式的圓盤很適合拿來做為造景之用，因此當初建築師選擇用來做為入口意象兼造景，但當時設計的原意僅止於造景，並未賦予它「標示時間」的功能。直到工程施工時期，經過一番資料蒐集及研究，才發現讓這日晷同時也具有標示時間的功能其實並不甚難，只需將建築師設計的原型稍微更動即可。

日晷是由「圭盤」與「圭表」所組成，圭盤上劃有時間刻度，圭表則是附在圭盤上產生日影的物件，並藉由日影指示當下的時間。以時鐘來比喻，圭盤是鐘面，圭表的日影則是鐘面上的指針，只是時鐘是24小時隨時都能用，日晷只有在白天且太陽不被遮蔽時才能夠用。

赤道日晷的圭盤盤面或圭表方向應朝向正南方及正北方（非磁北），圭盤傾斜角度依設置地點所在緯度調整，使之與地球赤道面平行；如果設置地點正好位在赤道上（緯度0度），則圭盤與地面呈垂直。

我們都知道，由於太陽照射地球的角度變化，形成了南北半球春夏秋冬四季交替，北半球冬季時，太陽直射南半球，這時南半球是夏季；反之，北半球夏季時，太陽直射北半球，南半球是冬季。精確一點來說，太陽全年在南、北回歸線間移動，在夏至時直射北回歸線、冬至時直射南回歸線、春分及秋分時直射赤道，並按照春分、夏至、秋分、冬至的順序往復循環。

太陽在天上的位置每天都在緩緩移動，最北到達北回歸線（北緯23度26分12.1秒）、最南到達南回歸線（南緯23度26分12.1秒）。在南、北回歸線間的赤道日晷，日光有時照射到圭盤北面、有時照射到南面，因此，圭盤上必須兩面都要有圭表及刻度。

本館日晷所在緯度為北緯22度45分42.15秒，相當靠近北回歸線，一年當中大部分的天數，日影是投射在圭盤南面，只有在夏至前後幾天才會在圭盤北面顯現出日影。想當然爾，若日晷位於赤道，則南北兩面出現日影的天數會是均等。

以上說明了一整年當中太陽的移動狀況，方向是南北向。而若以一整天的狀況來看，它的移動方向是東西向，且是不可逆的單一方向，只會由東到西，不會由西到東，這是因為地球由西向東自轉的緣故，接下來讓我們來看看圭盤上面的刻度。

圭盤上所刻劃的是一天當中從日出到日落的時間刻度，以圭盤南面為例，當整顆太陽剛從東方的地平線昇起，照射圭表、投影在圭盤西側刻度，這時日影與地面約呈平行；日正當中時，日影投射在圭盤最下緣的刻度上，與地面呈垂直；當太陽即將沒入地平線，日影投射在圭盤東側刻度且與地面約呈平行。

每一天的晝夜長短會隨著季節而改變，夏季晝長夜短、冬季晝短夜長，但以平均來看，一天當中的晝夜是為等長、各佔一半，亦即各12小時。若我們以圭表為中心（圓心）將圭盤切分上下兩部分，下半部的空間是屬於白天、上半部是屬於黑夜（只是無法顯示出日影）；在圭盤的下半部刻畫出白天12小時的刻度，正下方刻度訂為中午12點、與圭表水平一致的東、西兩側刻度各為下午6點及上午6點，每1小時的間隔角度為15度。

如前所述，因為圭盤上半部的空間是用不到的，為了美觀考量，所以本館日晷的設計將圭表位置往上移，另成一個虛擬的圓，仍維持以圭表為圓心，並依上述原則切分時刻，在實際的圭盤上劃出刻度。

一般日晷圭表的長度必須大於圭盤的半徑，本館的日晷因為圭表往上提高，拉長了與下方刻度間的距離，因此圭表的長度需略予延長，方可讓投射出來的日影較接近刻度，以便觀看。圭表投射在圭盤上的日影會隨時間移動，移動速度與地球自轉速度一致，也是1小時15度。如果白天黑夜可以併計的話，那麼24小時360度，日影在圭盤上轉一圈就等於地球自轉一圈一天的時間。

但其實我們也都知道，每天日出日落的時間都不會相同，而是一天一天漸漸地快一點點或慢一點點，顯然不可能每天日出日落的時間都是剛好落在圭盤上所刻劃的6點，因此日晷上面所顯示的只是一個約略的時間，如果要得到較為準確的實際時間，還需要再修正。

以下我們用一個實例來說明，此日晷照片的拍攝時間是2019年11月11日上午11點45分，這時日晷圭盤上所顯示的時間約為12點05分。依據「日晷時刻修正表」需減去20分21秒，故修正後的時間約為11點45分，與實際的時間幾乎一致。

史前館太陽廣場的日晷。

日晷時刻修正表。

以往的建築風格似乎較強調軸線式的設計及意象的表達，而現今的建築風格則似較朝向親民、讓人容易接近的設計。明年起，本館所執行的「前瞻計畫」將開始動工，包括展示的更新與建築景觀的改造，這也代表館前的日晷即將走入歷史。如對本文介紹的內容有興趣的朋友，不妨趁早過來史前館走走看看留下紀念。

註：關於建築的時間意涵簡短介紹到此，若有興趣想了解更多可參閱本館電子報第313期《國立臺灣史前文化博物館的本館建築理念》、第339期《國立臺灣史前文化博物館的本館建築理念：話說「空間軸」》

（本文作者為史前館遺址發展組研究助理）