古人的計時器

戎鶴

大約在商朝后期，我國就出現(xiàn)了把一晝夜分為100等份的百刻計時制，而且歷朝歷代沿用不衰，一直到清末才廢止。因為出現(xiàn)了百刻計時制，因此中國古代便擁有了統(tǒng)一的計時標準。這可以說是我國先人的一個偉大創(chuàng)舉。有了計時標準，古人都發(fā)明了哪些計時器呢？

日晷。本義是太陽的影子，后來指古人利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱“日規(guī)”。其原理就是利用太陽的投影方向來測定并劃分時刻，通常由晷針和晷面組成。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領(lǐng)域的重大發(fā)明，這項發(fā)明被人類沿用達幾千年之久。現(xiàn)在，我們到北京故宮、沈陽故宮、承德避暑山莊等地旅游參觀時，還可以看到日晷的身影。

圭表。它是我國最古老的一種計時器。作為度量日影長度的一種天文儀器，圭表由“圭”和“表”兩個部件組成。直立于平地上測日影的標桿和石柱，叫作表；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫作圭。圭表測定正午的日影長度以定節(jié)令，定回歸年或陽歷年。在很長一段歷史時期，中國所測定的回歸年數(shù)值的準確度居世界第一。通過進一步研究計算，古代學者還掌握了二十四節(jié)氣的圭表日影長度。這樣，圭表不僅可以用來制定節(jié)令，而且可以用來在歷書中排出未來的陽歷年及二十四個節(jié)氣的日期，作為指導勞動人民開展農(nóng)事活動的重要依據(jù)。

漏刻。日晷和圭表都是用太陽的影子計算時間，一旦遇到陰雨天或黑夜便失去作用了，于是一種白天黑夜都能計時的水鐘便應(yīng)運而生，這就是漏刻。漏，是指漏壺；刻，是指刻箭。箭，則是標有時間刻度的標尺。漏刻是以壺盛水，利用水均衡滴漏原理，觀測壺中刻箭上顯示的數(shù)據(jù)來計算時間。作為計時器，漏刻的使用比日晷更為普遍。我國古代諸多文人騷客留下了許多有關(guān)漏刻的富有詩情畫意的章句。在機械鐘表傳入中國之前，漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。從周朝起，官方就已經(jīng)開始懂得用漏刻來計時了，為此朝廷還設(shè)立了計時的專職機構(gòu)。秦朝時就設(shè)有“太子率更令”，專門負責管理漏刻，為皇家報時服務(wù)。東漢時，朝廷設(shè)立的“郎官”一職，也是負責管理漏刻的。

香篆鐘。這種古代計時器鮮為人知。據(jù)宋代學者薛季宣著書記載，香篆鐘是一種于12世紀中葉在中國流行的計時器。《狄仁杰斷案傳奇》中，也記述了唐代宮廷內(nèi)用香篆鐘計時的情形：香篆鐘為梅花形黃銅盤子，盤內(nèi)有梅花五瓣，每瓣梅花各繚繞一圈盤香，焚熏后，根據(jù)盤香的燒沒程度來計時，時人謂之“五孕祥云”。

大明殿燈漏。1276年，元代著名科學家郭守敬創(chuàng)制了大明燈漏。它是利用水力驅(qū)動，通過齒輪系及相當復雜的凸輪機構(gòu)，帶動木偶進行“一刻鳴鐘、二刻鼓、三鉦、四鐃”的自動報時器。因其造型酷似宮燈，又放置于皇宮的大明殿，所以稱為大明殿燈漏。

沙漏。因漏刻冬天水易結(jié)冰，所以明朝時發(fā)明了“五輪沙漏”，用流沙驅(qū)動漏刻，同時加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個輪子。宋濂所著《宋學士文集》中記載了沙漏的結(jié)構(gòu)，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數(shù)，并說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時間的測量盤。

此外，中國古代還制造出了較大的計時儀器，如東漢張衡發(fā)明的渾天儀，北宋蘇頌、韓公廉等人發(fā)明的水運儀象臺。