计时器的前世今生
2018-10-30 08:29:37
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计时器的前世今生

现代人用钟、表、手机等来计时,而古人用什么来计时呢?

中国是世界上最先懂得计时的国家,早在商朝后期,中国就出现了把一昼夜分为一百等分的百刻计时制,而且历朝历代沿用不衰,一直到清末才废止。因为出现了百刻计时制,因此,中国古代便拥有了统一的计时标准。可以说,这是中国古代先人的一个伟大创举。

有了计时标准,古人都发明了哪些计时器呢?

日晷:日晷,本义是指太阳的影子,后来则指古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,又称“日规”。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻,通常由晷针和晷面组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久。现在,我们到北京故宫、沈阳故宫、承德避暑山庄等地旅游时,在宫殿的前面,还可以看到日晷的身影。

圭表:圭表是我国最古老的一种计时器,古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载,可见,圭表的历史相当久远。作为度量日影长度的一种天文仪器,圭表由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上,测日影的标杆和石柱,叫做表;正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。圭表是测定正午的日影长度以定节令,定回归年或阳历年。在很长一段历史时期内,中国所测定的回归年数值的准确度斗居世界第一。通过进一步研究计算,古代中国学者还掌握了二十四节气的圭表日影长度。这样,圭表不仅可以用来制定节令,而且还可以用来在历书中排出未来的阳历年,以及二十四个二节令的日期,作为指导劳动人民农事活动的重要依据。《汉书》《元史》中都对圭表的形制、构造、材质做了详尽的记述。

漏刻:日晷和圭表都是用太阳的影子计算时间的,一旦遇到阴雨天或黑夜便失去作用了,于是,一种白天黑夜都能计时的水钟,便应运而生,这就是漏刻。漏,是指漏壶;刻,是指刻箭。箭,则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水,利用水均衡滴漏原理,观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器,漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺诗曰:“似将海水添宫漏,共滴长门一夜长。”宋代苏轼也写有“缺月挂疏桐,漏断人初静”的佳句。在机械钟表传入中国之前,漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。中国古代从周代起,官方就已经开始懂得用漏刻来计时了,为此,朝廷还专门设有计时的专职机构。秦朝时,就设有“太子率更家令”,专门负责管理漏刻,然后为皇家报时服务。西汉时,漏刻甚至上升为一种天文计时仪器,由“太史待诏”掌管。东汉时,朝廷设有“郎官”一职,也是负责管理漏刻的。

香篆钟:这种古代计时器,鲜为人知。据宋代学者薛季宣著书记载,香篆钟是一种于十二世纪中叶在中国流行的古代计时器。《狄仁杰断案传奇》中,也记述了唐代宫廷内用香篆钟计时的情形:香篆钟为梅花形黄铜盘子,盘内有梅花五瓣,每瓣梅花各缭绕一圈盘香,焚熏后,根据盘香的烧没程度来计时,时人谓之“五孕祥云”。

大明殿灯漏:公元1276年,元代著名科学家郭守敬创制了大明灯漏。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮机构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时器。因其造型似宫灯,又放置于皇宫的大明殿,所以称为大明殿灯漏。

沙漏:因漏刻冬天水易结冰,所以,明代时,发明了“五轮沙漏”,用流沙驱动漏刻。同时加大了流沙孔,以防堵塞,改用六个轮子。宋濂所著《宋学士文集》中记载了沙漏结构,有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数,并说第五轮的轴梢没有齿,而装有指示时间的测景盘。

此外,中国古代还制造出了较大的计时器,如东汉张衡发明的制浑天仪,北宋苏颂、韩公廉等人发明的水运仪象台等。

(本篇完)

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