在中国古代，为了能够适应当时社会的经济发展和日常生活的需求，人们发明了很多计时仪器，比如圭表、日晷、漏刻等。中国古代的计时工具创制很早，不晚于战国时代，而且它们各有所长,分别流行于不同时代,应用于不同的场合。应用机械原理设计的计时器主要分为两大类，一类利用流体力学计时，有刻漏和后来出现的沙漏；一类采用机械传动结构计时，有浑天仪、水运仪象台等。此外，还有应用天文原理（大都根据日影方向测定时间）计时的日晷，它也是中国最古老的计时器之一。下面举几个简单的例子。 一、圭表——集天地神韵于一身的计时先驱 圭表是我国古代度量日影长度的一种天文仪器，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。圭表的设计灵感来源于房屋和树木在阳光照射的投影。圭表根据影子和方向和长度，就能读出时间。我国早就有关于圭表的记录，在出土文物中也有几次发现，汉代的一件铜圭表保存完好且形制先进。这件铜圭表是1965年5月间在仪征石碑村一号木梆墓中出土的，墓葬的时代约当东汉中期。已有发掘简报发表，但当时将铜圭表误作为铜尺发表，现经重新辨认，考述如下。 “这件铜圭表造型比较别致，它把圭与表两部分合装一体，圭表间用枢轴连接，便于随时启合。使用时将表竖立与圭垂直，形似矩尺，平时将表平放在圭体的匣内。便于随身携带。” 图1.铜圭表 二、日晷——后来居上的正牌代言人 日晷的计算时间和日影也有关系，是使用太阳的位置来测量时间的一种设备，主要由一根投射太阳阴影的指标、承受指标投影的投影面(即晷面)和晷面上的刻度线组成。从现在出土的文物上来看，日晷的使用可以追溯到汉代之前，且日晷应起源于圭表。也是利用一根表投出日影的方向和长度,以测定真太阳时的仪器,其原理就是根据太阳周日视运动的角度来测定并计量时间。日晷按晷针安置的方向可分为:赤道日晷、地平日晷、立晷(卯酉式日晷)和斜晷,此外,还有球面日晷。日晷靠日影计时,只适用晴朗的白天,在阴天或夜间它就不能用了，尽管有的携带式地平日晷背面有赤道式月晷,但出现很晚,应用很少。而且,日晷测的是真太阳时或视太阳时,与平太阳时是不一致的。因而,汉以后日晷的制作比较稀见,代之以不依赖于太阳的计时工具,如刻漏等,来测定平太阳时。 托克托日晷，是汉代日晷中唯一完整的实例，现藏中国历史博物馆此晷以方形的致密的泥质大理石制成，因石质细腻，曾被称为“玉盘日晷”。此晷边长27.4厘米，厚 3.5厘米。晷面中央为直径 1厘米的圆孔，不穿透。以中央孔为心刻出两个同心圆，内圆与外圆之间刻有69条辐射线，占圆面的大部分，而余其一面未刻。辐射线与外圆的交点上钻小孔，孔外系 1～69的数字。各辐射线间的夹角相等，补足时可等分圆周为 100份，正与一日百刻之数相当。 图2.托克托日晷 三、漏刻——智慧攀梯的缩影写照 漏刻是古代的一种计时工具，不仅古代中国用，古埃及、古巴比伦等文明古国都使用过。漏刻的发明年代已不可考，据史书记载，西周时就已经出现了漏刻。在中国的古代，如果没有太阳的时候，漏刻就解决了日晷和圭表的疏漏，它的使用非常普遍。 漏刻利用的是滴漏的原理，滴漏, 也叫“水钟”, 是古代利用滴水多寡来计量时间的一种仪器。它主要包括:由浮上漏箭高度表示时间的箭漏, 由水壶的重量表示时间的秤漏和由水流量表示时间的孟漏等。漏即漏壶, 箭即刻箭, 箭漏是我国古代最重要的计时工具之一,最早的漏壶, 在上部有一提梁, 叫挈壶。壶底或壶边有小孔以漏水, 观察壶里的水流失了多少就可以知道时间, 又称受水型漏刻，它在军事上有很重要的作用。《周礼·夏官》有“挈壶氏”、“掌挈壶以令军井”的记载。 图3.早期漏刻 图4.受水型漏刻工作原理 为了较精确地计量时间, 约于商代发明了刻箭, 用一根箭放在壶里, 作为时刻指示器, 箭杆上刻着刻度, 水退到哪一刻度, 就知道现在是几刻了, 这种方法叫淹箭法，又叫泄水型漏刻。 图5.泄水型漏刻工作原理 漏壶与漏箭的分离, 使得漏壶水面的稳定才有可能。最初浮箭漏只有漏壶和箭壶各一把。不久,人们便了解到,它亦不够准确。大概从西汉后期,采用人工往漏壶里加水的方法以保持其水面的大体稳定,但人工加水亦有相当大的间隙性, 加水前后水压总有变化。后来人们采用一种极其简单却又非常巧妙的办法,即在贮水壶和受水壶之间加入一个或多个补偿壶叫复壶,于是,便产生了二级漏壶及更多级漏壶,它以累加节制法,使下面漏壶流出的水可随时得到上面漏壶流出水的补充。这样,经过各级逐渐补偿,最下面漏壶便不会因水头降低而产生水流迟缓的现象,使水面保持较稳定状态。这在东汉初年就已出现,有三级、四级,甚至六级漏壶。多级漏壶可以提高漏刻的稳定性, 但漏壶总不能无限地增加。为了使各种漏壶的水面保持恒定的高度,便产生了在一系列漏壶中间加入一个漫水壶或恒定水位壶。最早的描述载于殷夔的《漏刻法》(约公元540年)。贮水壶和受水壶之间有一壶,壶中有隔板,好像使水失去流向,“踟蹰”起来。水从贮水壶的龙口中流出,经由“经纬”(滤器)加以净化,通过“衡渠”(导管)离开漫流壶,注入受水壶,它至少在六世纪初就已出现。 图6.多级漏壶 图7.多级漏壶 四、沙漏(沙钟)——几近完美的强迫症专用 沙漏, 亦称“沙钟计”、“沙壶”、“沙钟”, 它是根据流沙来计量时间的古代仪器。它克服了“水漏至严寒冰冻, 辄不能行”的缺点。简单的一种沙漏是由上下两个倒置容器组成,中间有小孔相通, 上面的容器里放入匀细、光滑的沙子, 因重力作用, 流入下面容器, 根据流入下面容器沙子的高度或数量来计量时间。沙子漏完后, 上下容器倒置, 继续使用, 循环往复。由于它携带方便,广泛用于航船上、教会中等来计量时间。 机械计时沙漏的最早记载见于元代, 它的原理是:通过流沙推动齿轮组, 使指针在时刻盘上指示时刻。元末明初新安人詹希元创制了“五轮沙漏”, 以流沙作动力, 可以指示并报告时刻。到十六世纪中叶, 民间天文学家周述学又把詹氏沙漏加以改良, 创造六轮沙漏。沙漏不受水温的影响, 消除了水漏的一大难点。但因沙粒本身很难均匀, 流沙容易堵塞, 流速亦不如流水均匀, 所以, 它的准确性就差些。（图8古书记载沙钟，具体来源不知） 图8.古书记载沙钟 图9.山东省烟台市钟表博物馆五轮沙漏复制品 五、更烛和更香(火钟)——迷蒙光影里的红粉佳人 火钟是利用燃烧预制定型燃料的速度来计时的工具。在古代曾先后出现过蜡烛灯、油灯钟、香钟、火绳钟、火闹钟等, 民间使用较多的是更烛、更香。《岁时广记》里记有一种更烛:“烧烛知夜刻烛验更”, 在蜡烛上划上刻度, 根据蜡烛烧到的刻划即知几更天。既可照明, 又可计时。 用香计时, 比蜡烛更准。如果空气稳定, 香制造得均匀, 每柱香的燃烧时间也大约相等, 那么, 点香则可作为时间流逝的标志。如在香上刻上刻度就能计算时辰及五更, 这种特制的计时用的香就是更香。为了能不断地、均匀地燃烧, 常把更香制造得很长,将它盘旋成各种形状, 称香篆钟。有的长到几尺, 可连续几天到几十天, 甚至一个月。如果在香盘上的某时某刻的地方, 用线挂些小金属球, 盘香下放一金属盘, 当盘香烧到该处时, 金属球便落到金属盘上, 发出一声清脆响声, 报知人们时刻, 具有现代闹钟的妙用, 叫“火闹钟”。 以上便是古人及时方法中的几个例子，由此可见，虽然古人并没有现在的高科技，但是他们记录、抓住时间的方式似乎比现代更为机敏而有趣，并且充满了生活气息。他们通过身边一切事物的变化去感知时间的消散，也比现在更有警示性。 |
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