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在沒有手表也沒有掛鐘的古代,人們怎樣計時呢? 我們的祖先在不同的時期發(fā)明和制造出了各種適合當時社會發(fā)展和人們生活需求的計時器。其中主要有圭表、日晷、漏刻、渾天儀等。 ▌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(guān)于使用土圭的記載,可見圭表的歷史相當久遠。圭表是利用太陽射影的長短來判斷時間的。 它由兩部分組成,一是直立于平地上的測日影的標桿或石柱,叫做表;一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。既然日影可以用長度單位計量,那么光陰之“陰”,及時間的長短,用“分”、“寸”表達就順理成章了。 ▌日晷 日晷也是通過觀測日影計時的儀器,主要是根據(jù)日影的位置以確定當時的時辰或刻數(shù)。從出土文物來看,漢以前已使用日晷,日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線的晷面組成,隨著太陽在天空運行,晷針的投影像鐘表的指針一樣在晷面上移動,就可以指示時辰。 ▌漏刻 圭表和日晷都是用太陽的影子計算時間的,然而遇到了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。 ▌沙漏 因刻漏冬天水易結(jié)冰,故有改用流沙驅(qū)動的。《明史·天文志》載明初詹希元創(chuàng)造了“五輪沙漏”。后來周述學加大了流沙孔,以防堵塞,改用六個輪子。宋濂(1310~1381)著《宋學士文集》記載了沙漏結(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景盤。 ▌渾天儀 單純利用水的流動來計時有許多不便,人們逐漸發(fā)明了利用水做動力,以驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)來計時。公元前117年,東漢的張衡制造了大型天文計時儀器——水運渾天儀,初步具備了機械性計時器的作用。 銅儀的兩側(cè)附有玉虬(龍)各一,吐水入壺,左為夜,右為晝。壺上分別立著金銅仙人和胥徒,“皆以左手抱箭,右手指刻,以別天時早晚”。更有妙者:臺階下還有內(nèi)裝機關(guān)與兩壺相聯(lián)的瑞輪、莢,靠著滴水的推動,依照月亮出入圓缺的變化,不停地旋轉(zhuǎn)開合,表示著朔、望、弦、晦等日期,有如活動日歷一般。 ▌水運儀象臺 水運儀象臺由北宋天文學家蘇頌制造。它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝置于一體的綜合性觀測儀器。 水運儀象臺有一套比較復雜的齒輪傳動系統(tǒng)。 在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置──擒縱機構(gòu),這是計時機械史上一項重大創(chuàng)造,它把樞輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運動。水運儀象臺的計時機械部分可以按時刻使木偶出來擊鼓報刻,搖鈴報時,示牌報告子、丑、寅、卯十二個時辰等。 除上述幾種主要的計時器外,還有其他一些計時方法。如香篆鐘、油燈鐘等。 |
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