計時器的前世今生

計時器的前世今生

計時器的前世今生

現代人用鍾、表、手機等來計時,而古人用什麼來計時呢?

中國是世界上最先懂得計時的國家,早在商朝後期,中國就出現了把一晝夜分為一百等分的百刻計時制,而且歷朝歷代沿用不衰,一直到清末才廢止。因為出現了百刻計時制,因此,中國古代便擁有了統一的計時標準。可以說,這是中國古代先人的一個偉大創舉。

有了計時標準,古人都發明瞭哪些計時器呢?

日晷:日晷,本義是指太陽的影子,後來則指古代利用日影測得時刻的一種計時儀器,又稱“日規”。其原理就是利用太陽的投影方向來測定並劃分時刻,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域的重大發明,這項發明被人類沿用達幾千年之久。現在,我們到北京故宮、瀋陽故宮、承德避暑山莊等地旅遊時,在宮殿的前面,還可以看到日晷的身影。

圭表:圭表是我國最古老的一種計時器,古代典籍《周禮》中就有關於使用土圭的記載,可見,圭表的歷史相當久遠。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。直立於平地上,測日影的標杆和石柱,叫做表;正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。圭表是測定正午的日影長度以定節令,定迴歸年或陽曆年。在很長一段歷史時期內,中國所測定的迴歸年數值的準確度斗居世界第一。透過進一步研究計算,古代中國學者還掌握了二十四節氣的圭表日影長度。這樣,圭表不僅可以用來制定節令,而且還可以用來在曆書中排出未來的陽曆年,以及二十四個二節令的日期,作為指導勞動人民農事活動的重要依據。《漢書》《元史》中都對圭表的形制、構造、材質做了詳盡的記述。

漏刻:日晷和圭表都是用太陽的影子計算時間的,一旦遇到陰雨天或黑夜便失去作用了,於是,一種白天黑夜都能計時的水鍾,便應運而生,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資料來計算時間。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漏刻的富有詩情畫意的章句。如唐代詩人李賀詩曰:“似將海水添宮漏,共滴長門一夜長。”宋代蘇軾也寫有“缺月掛疏桐,漏斷人初靜”的佳句。在機械鐘錶傳入中國之前,漏刻是我國使用最普遍的一種計時器。中國古代從周代起,官方就已經開始懂得用漏刻來計時了,為此,朝廷還專門設有計時的專職機構。秦朝時,就設有“太子率更家令”,專門負責管理漏刻,然後為皇家報時服務。西漢時,漏刻甚至上升為一種天文計時儀器,由“太史待詔”掌管。東漢時,朝廷設有“郎官”一職,也是負責管理漏刻的。

香篆鍾:這種古代計時器,鮮為人知。據宋代學者薛季宣著書記載,香篆鍾是一種於十二世紀中葉在中國流行的古代計時器。《狄仁傑斷案傳奇》中,也記述了唐代宮廷內用香篆鍾計時的情形:香篆鍾為梅花形黃銅盤子,盤內有梅花五瓣,每瓣梅花各繚繞一圈盤香,焚燻後,根據盤香的燒沒程度來計時,時人謂之“五孕祥雲”。

大明殿燈漏:公元1276年,元代著名科學家郭守敬創制了大明燈漏。它是利用水力驅動,透過齒輪系及相當複雜的凸輪機構,帶動木偶進行“一刻鳴鐘、二刻鼓、三鉦、四鐃”的自動報時器。因其造型似宮燈,又放置於皇宮的大明殿,所以稱為大明殿燈漏。

沙漏:因漏刻冬天水易結冰,所以,明代時,發明了“五輪沙漏”,用流沙驅動漏刻。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》中記載了沙漏結構,有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數,並說第五輪的軸梢沒有齒,而裝有指示時間的測景盤。

此外,中國古代還製造出了較大的計時器,如東漢張衡發明的制渾天儀,北宋蘇頌、韓公廉等人發明的水運儀象臺等。

(本篇完)

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