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记时工具的演变(之二)

(2006-11-28 12:15:33)
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漏刻

分类: 他山之石

二、漏刻

日晷是利用太阳东升西落的运动,使地面物体的影子随着太阳而变化的规律制成的简单计时工具,没有阳光的时候,就一点用处也没有了,而且也不能在室内使用。于是,人们又开动脑筋,设计出了一种新的计时工具——漏刻。

大约在公元前1400年左右,埃及国王造出了世界上第一个漏刻。这是一个用石膏制成的盆子,盆口大盆底小,盆内壁有刻度,盆底开一小孔。把水倒入盆中,水会慢慢地自小孔流出来,盆中的水位逐渐降低,根据水位所在处的刻度,就知道当时的时间了。即使在黑暗中,也可以由盆中的刻度“摸”出时间来。设计盆口大、盆底小的原因是考虑到水压与水流速度之间的关系,以使盆中的水在相等的时间内下降等同的高度。

 记时工具的演变(之二)  记时工具的演变(之二)

 图1:罗马的水钟(公元前300年)

 图2:唐吕才漏刻图

    我国在周代(约公元前600年左右)开始普遍使用漏刻来计时,这在《周礼·夏官》中有记载。漏刻分播水壶和受水壶(水海)两部分。把水注入播水壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器(受水壶)收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从盖孔中穿出,随着壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。因此这个受水壶也常被叫做“箭壶”。

在使用的过程中,古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在播水壶上再加一只漏壶,播水壶中的水从下面流出去的同时,上面漏壶的水同时源源不断地补充过来,使下面播水壶内的水均匀地流人箭壶,从而取得比较精确的时刻。后来,人们为了提高记时的准确度,进一步发明了含有四层播水壶的漏刻。图2是我国唐代吕才所绘制的漏刻图。元朝制造的漏刻——铜壶滴漏钟现保存于广州。

古代分一昼夜为100刻。在箭壶的箭上刻的就是这种时间划分。“孔壶为漏,浮箭为刻”,故称漏刻。百刻制在东汉时早已成为定制。许慎《说文解字》说:“漏以铜壶盛水,刻节,昼夜百刻。”一般来说,汉代经学家常用百刻制来解释先秦经典。到现代,有的学者认为,百刻制可能起源于殷商时代。

  古代还划分一日为昼漏和夜漏两种,即明确地划分天中昼长多少刻,夜长多少刻,昼夜漏刻一般以太阳出没为标准。规定冬至昼漏40刻,夜漏60刻;夏至昼漏60刻,夜漏40刻;春秋分昼夜各50刻。由于冬至和夏至时间相隔182183天,而昼夜漏刻相差20刻,因此在东汉以前规定从冬至起,每隔9日昼漏增一刻,从夏至起相应减一刻。事实上每日昼长的变化并不相等,差可能达到二、三刻。东汉以后由于漏刻测量逐渐精确,自永元十四年(公元102年)起,按太阳去极度,每隔二度四分漏刻增减一刻。这虽然还是一种近似值,但已比前法合理。清代以后,又将百刻制改为96刻制,和12时辰相配合。

我国已出土的最古漏刻为西汉遗物,共3件,在河北满城、内蒙古伊克昭盟和陕西兴平发现。比较完整的传世漏刻有两件,均为受水型。图31976年在内蒙古伊克昭盟杭锦旗沙丘内偶然发现的千章铜漏,现收藏于内蒙古自治区博物馆内。这是一种单壶泄水型沉箭漏,该漏壶的壶内底上铸有阳文“千章”二字,壶身正面阴刻“千章铜漏”四字。发掘报告中说:“……由此得知,此漏壶是西汉成帝河平二年(公元前27年)四月在千章县铸造的。后来又在第二层梁上加刻‘中阳铜漏铭’。中阳和千章在西汉皆属西河郡。西汉中阳县在今山西省中阳县城以西,西汉千章县今属何地,无法考证。”现在收藏于北京中国历史博物馆的漏刻是元代延祐三年(1316)造的;藏于北京故宫博物院的是清代制造的。

   

 记时工具的演变(之二) 记时工具的演变(之二) 

 图3西汉铜漏刻(内蒙古伊克昭盟出土

 图4:沙漏

       漏刻是利用流体的流动以及流体体积的变化来测量时间的计时工具。起初,人们主要通过水的流动来制造漏刻,后来发现,沙也是一种制作漏刻的很方便的“流体”。用沙制作的漏刻又叫沙漏,西方的沙漏是罗马时代(十五世纪左右)开始使用的。将沙子盛放在葫芦型的特制玻璃容器中,在玻璃上标上刻度,看沙子漏到哪一刻度,就知当时的时间了。当沙子全部漏完后,只要上下颠倒玻璃容器,即可重复使用。根据颠倒的次数和每颠倒一次之间的间隔时间可以进行较长的时间记录。

我国在明初(1380年左右)还设计出了五轮沙漏。置于高处沙池中的沙子从上边漏下时,冲击初轮的沙斗,通过机械传动装置带动二轮、三轮、四轮和测景盘上的指针转动,通过指针的转动来显示时间。

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