《史记》载：“冬至，短极，悬土炭。”
就是说，在冬至前三日，悬土炭于天平木杆两端，让两边轻重刚好平衡。到了冬至日，阳气至，炭那边就会重，而夏至日阴气至，则土重。很明显，这个简单的小实验的原理在于吸水与否。
先民也很善于观察自然界的现象，有时候也会做个小实验来寓教于乐一下。关于这个也有解释：“阳气为火，阴气为水，水胜故夏至湿，火胜故冬至燥。燥故炭轻，湿故炭重。”因为炭的吸附性要远大于土，在天平平衡的前提下，冬至日当天要较前三天湿气重，故而炭那边就重了；而夏至日则相反，是逐渐趋于干燥的，所以结果正好相反。
右为 商 白玉律管
葭灰占律在两千年中，葭灰是冬至节最有代表性的关键词之一，在冬至诗词中被用典的频率极高，它所指的是“葭灰占律”，这种在中国流行了约两千年的测侯之术。《后汉书律历志》：“候气之法，为室三重，户闭，涂衅必周，密布缇缦。室中以木为案，每律各一，内庳外高，从其方位，加律其上，以葭莩灰抑其内端，案历而候之。气至者灰动。其为气所动者其灰散人及风所动者其灰聚。”意思是：在一密闭性能良好、温度与湿度变化不大的屋子里，按一定方位排列十二个木案，案面做成内卑外高的倾斜状，将十二律的律管依序排列在桌上，并在长短不一的各管内覆填以葭莩（即芦苇衣膜）烧制而成的灰。古人相信十二律与一年十二个月相对应，当各月所属中气到来时，将引发地气上升，而此气可使相应律管中所置的葭灰扬起。
汉律室图唐武则天敕令编撰的《乐书要录》中的汉律室图表面看是一个比“悬土炭”还让人咋舌的小实验，但其所蕴含的思想精髓以及在历史上的地位却要深远重大的多，它牵涉到两个重要概念：“历律合一”和“物侯说”，以及气、令、律、历、数等统一系统的观念，就像《史记·历书》索引所述：“黄帝使羲和占日，常仪占月，臾区占星气，伶伦造律吕，大挠作甲子，隶首作算术，容成综此六术而著《调历》。”《吕氏春秋》也提到“黄帝令伶伦作为律”的传说，伶伦自“大夏之西，阮隃之阴”的“嶰溪之谷”取得“以生空窍厚钧者”的竹子，将其断为两节，其长三寸九分，吹出了“黄钟之宫”音，然后制了十二筒，“以之阮隃之下，听凤凰之鸣，以别十二律。其雄鸣为六，雌鸣亦六，以比黄钟之宫……”这个被称为“黄钟之宫”的律管，到汉代时被认为可候知天地之“元气”。扬雄说：“冷竹为管，实灰为候，以揆王朝，王朝既设，济民不误，玄术莹之”，扬雄的说法紧接着就被随后的史学家蔡邕认可：“上古本阴阳，别风声，审清浊。别风声，不可以文载口传也，故铸金作钟，以正十二月之声，然后以效升降之气，而钟不可用，乃截竹为管曰律，为清浊之率也。以律长短为制，正月之律，与太簇相中也，言出于钟。乃置深室，葭莩为灰，以实其端，其月气既至，则灰飞管通。古以钟律齐其声，后人不能，则数以正其度，度正则音亦正矣。” ——十二这个数字是联系音律、天文和历法的纽带，所谓律、历二术，皆生于黄锺。
在中国历史上，律历并不单纯属于艺术和天文学，而具有很高的政治意义，因此葭灰占律绝不是趣味的节俗或小实验这么简单了，而是一种具有权威性的国家制度。很久以来史官对此也深信不疑。
《隋书·律历志》收录的题为《律谱》的文章详细记述了自汉至隋以来有关这一方面的情况，也出现过候气不验的情况，但人们很快会发现，问题出在所用的律管尺寸与古制不同，经过对古尺长度的考证及对实验方法的改进，“自斯以后，律又飞灰”。隋文帝对典籍上有关候气的占候学解释并不满意，曾亲自开展这一科研项目。据说实验十分顺利：“每其月气至，与律冥符，则灰飞冲素，散出于外。”
葭莩之灰古人烧苇膜成灰，置于律管中，放密室内，以占气候。某一节候到，某律管中葭灰即飞出，示该节候已到。
葭灰占律所折射出的实际是中国传统的思想体系，包括卦气说、候气法等在内的传统律历合一学说，它们在中国历史上流传了数千年而后最终流逝，后人对此日益生疏，因此也对这一史实也开始发生怀疑，明代邢甚至把史籍所载的候气案例都说成是精心设计、蓄谋已久的骗人把戏；而发明了十二平均律的朱载堉态度较为矛盾，一方面他亲自实验验证到了无效，对此进行否定，但另一方面在他的《律历融通》中也曾经说过：“律之始也，候气于地，气有深浅因之以辨清浊，以正五音，而六乐宗之。圣人作乐以应天，制礼以配地，故曰：‘律居阴而治阳，历居阳而治阴’……天效之以景，地效之以响……景即晷也，响即律也。”就是说，他对律历之间的联系并未完全否定。直到钦天监官们开始用沸石或机械造假灰候气的丑闻迭起的时候，这一有着古老渊源的学说开始在统治者眼中动摇，清代时发生的“历狱”之后，康熙时代正式废除了葭灰占律。
何所托葭莩到了现代，普遍接受了西方自然科学研究方法的学者更加确定这一事属无稽之谈，不过也有个别支持者：刘道远在1989年于成都举行的“高校物理学史讨论会”中即曾发表《一九八九年夏至候气实验报告》一文，宣称据其实验的结果显示，气应灰飞可能与日地引力的周期性变化有关，是一种物理共振现象；杜晓庄1989年3月7日发表于《文汇报·学林版》的《黄钟：中国五大发明之首》称这时一条伟大的、普适的共振原理，不仅适用于声共振，也广泛适用于电、磁、原子体系、生物圈乃至于宇宙天体的共振规律，有极为广泛的应用价值。
显然，这个古老的话题并未告一段落，倒是让我们有些莫衷一是。葭灰占律引出的是天人合一的思想体系，可惜擅长此道的那些人们已经没办法再告诉我们了，而与之有关的《颛顼历》《太初历》也已失传，对已经逝去的智慧和文化的追溯恐怕比探索新的知识还麻烦。
