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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。
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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182~183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3是1976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。
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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。