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古人竟使用精妙的工具来计时(组图)

 2024-09-02 18:13 桌面版 正體 打赏 0

沙漏
沙漏(图片来源:Pexels)

古人形容起时间会使用“一寸光阴”、“一炷香”、“一刻钟”等词汇?如果要搞清楚这个问题,那就需要了解古人是如何计算时间的了。在西方钟表还未传入中国以前,古人发明了多种计时工具。此篇文章就为大家盘点一下古代的“时钟”:漏刻日晷圭表更香香篆)等等,看看古人这些精巧又充满智慧的发明吧!

漏刻

广州博物馆馆藏铜壶滴漏
广州博物馆馆藏铜壶滴漏(图片来源:TrutH SuiTeR/维基百科)

中国人使用漏刻的历史非常久远,据记载,上古时期黄帝发明并使用了漏刻计时。“昔黄帝创观漏水,制器取则,以分昼夜。”(《隋书》)

李白有诗曰:“姑苏台上乌栖时,吴王宫里醉西施。吴歌楚舞欢未毕,青山欲衔半边日。银箭金壶漏水多,起看秋月坠江波。东方渐高奈乐何!”(《乌栖曲》)“银箭金壶”就是漏刻。金壶水满,故而天色渐明,漏刻正是依靠漏在壶中的水位的高低来读取时间的。

通过考古发现,中国现存最早的漏刻是一件西汉时期的单壶沉箭漏,这种沉箭漏在水位高时,水压较大流速较快,故而计时会存在一些误差。

为了解决这种计时不稳定的现象,后世发明了浮箭漏和增加漏壶的方式改善计时准度。到宋代时,人们又发明了分水壶,省去了多级漏壶。这种装置是在平水壶的上沿安装一个分水管,有效解决了滴速不均的问题。因装置较便利而且计时准确,迅速风行全国。李兰《漏刻法》曰:“以器贮水,以铜为渴乌,状如钩曲,以引器中水。于银龙口中吐入权器,漏水一升,秤重一斤,时经一刻。”因此,时间被称作时刻,即是从漏刻中演化而来。

圭表

中国人使用圭表计时的历史也非常久远,可以追溯至周代。西周初年周公在阳城(今登封市告成镇)建立测景台,已经使用圭表测日影了。

圭表由两部分组成,直立于平地上的标杆或石柱叫做表,而正南正北方向平放的测定表影长度的刻板称为圭,形如“L”。人们便可通过观察日影投射到圭上的长短用以计时。

因而古人用“光阴”移动的距离长短来形容时间的流逝,固有“读书不觉春已深,一寸光阴一寸金”(《白鹿洞诗二首》)之叹。

虽然外形简单,可是圭表却不只限于计时之用,它还可以准确的测定二至二分(冬至、夏至,春分、秋分),是古人修订历法,指导农事的重要工具。而在周初分封诸侯国时,周公还根据各地夏至时的日影长度来确定诸侯受封土地的疆界。

因此《宋史》说:“观天地阴阳之体,以正位辨方、定时考闰,莫近乎圭表。”圭表不只是计时器,还是重要的天文仪器。

日晷

赤道日晷,上面画有日期环和时间线。(
赤道日晷,上面画有日期环和时间线。(图片来源:Sputnikcccp〜commonswiki/维基百科)

日晷与圭表的计时原理相似,好像是圭表的“版本升级”,其同样是观测日影来计时的工具。日晷的结构类似陀螺,通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做晷针,垂直地穿过圆盘中心。因此,晷针又叫表,石制的圆盘叫做晷面,安放在石台上,呈南高北低,使晷面平行于天赤道面。想要正确的使用日晷,晷针摆放时,上端必须指向北天极,下端必须对准南天极。

位于北京故宫内的日晷(维基图片)

在晷面的正反两面刻划出12个大格,每个大格代表一个时辰,也就是两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是,移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时间。

《汉书》载“乃定东西,立晷仪,下漏刻,以追二十八宿相距于四方,举终以定朔晦分至,躔离弦望。”古人早将日晷、漏刻等工具共同使用以校准时间,辩定方位,观测天文。今天在故宫太和殿前斜立着的,就是清朝皇室所使用的日晷。

更香

更香又叫香篆,古人会以“一炷香”来代表时辰。香使用方便、价格便宜,是古时最普遍的计时用品。与漏刻、圭表和日晷相比,香篆更易携带和使用,故而古人在行军、海运时,也常常使用更香来记录时间。

当然,更香的种类很多,制作者用木料捣成粉末,调为糊状,制成香盘,香盘往往被制成“福”、“寿”等吉祥的字样的形状。

有的香可以燃烧一整天,价格也不超过三文钱,有的甚至可以燃烧十几天。制作者在香上做标记用来计时,有的在特定时刻处黏上金属珠,燃烧到此处时,小珠掉到铜盘上便会发出清脆的声响来报时。

机械计时器

公元前117年,东汉的张衡制造了大型天文仪器——水运浑天仪,初步具备了机械性计时器的作用。后来历代相继制作附有计时装置的天文仪器,宋代苏颂制造的水运仪象台中的计时报时装置,更是其中的佼佼者。

水运仪象台很大,整个装置高度近10米,设上中下三层,水运仪象台的机械计时部分设在下层,它能按时刻使木偶出来击鼓报刻,摇铃报时,示牌报时,结构非常精巧。其内部的机械组件还共同构成了一个庞大的机械擒纵器,与现代钟表里的关键构件——锚状擒纵器的作用非常类似。

元代时,郭守敬将机械记时器从天文仪器中分离,制成机械水力计时器——灯漏。《元史》详细记载了大明殿灯漏:“灯漏之制,高丈有七尺,架以金为之。其曲梁之上,中设云珠,左日右月。云珠之下,复悬一珠。梁之两端,饰以龙首,张吻转目,可以审平水之缓急。中梁之上,有戏珠龙二,随珠俯仰,又可察准水之均调。凡此皆非徒设也。灯球杂以金宝为之,内分四层,上环布四神,旋当日月参辰之所在,左转日一周。次为龙虎鸟龟之象,各居其方,依刻跳跃,铙鸣以应于内。又次周分百刻,上列十二神,各执时牌,至其时,四门通报。又一人当门内,常以手指其刻数。下四隅,钟鼓钲铙各一人,一刻鸣钟,二刻鼓,三钲,四铙,初正皆如是。其机发隐于柜中,以水激之。”这种使用水为动力源的机械计时器的设计是如此精妙,令人叹为观止。

到元顺帝时,他命人制作的“宫漏”计时器的设计更为巧妙,“其精巧绝出,人谓前代所鲜有。”(《元史》)可惜的是,明太祖朱元璋称帝后,以此为“奇技淫巧”而下令销毁。

结语

时钟
时钟(图片来源:Pexels)

除此之外,还有像唐代人发明的盂漏和辊弹、明初詹希元发明的五轮沙漏等计时工具各具巧思,这说明中国古代的科技水平非常之高,只是我们的古人更注重内心的修为,将重心放在了探求人体、生命和宇宙的奥秘之中,走了一条不一样的科学之路。

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