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別具一格的計(jì)時(shí)器--日晷、漏壺、盂漏
現(xiàn)在我們用鐘表計(jì)時(shí),古時(shí)候沒有鐘表,人們用什么計(jì)時(shí)呢?
請別為古人擔(dān)心,他們也自有獨(dú)特的計(jì)時(shí)儀器:
日晷(guǐ)。這是一種利用太陽的射影來測報(bào)時(shí)間的計(jì)時(shí)器。
那是在很久很久以前,老祖宗在和大自然的相處中,偶然發(fā)現(xiàn),隨著太陽的移動(dòng),樹影的位置和長短也變化著,而且變化得很有規(guī)律:于是,他們找了些石塊,把石塊放在樹旁,當(dāng)樹影移動(dòng)到某塊石頭上時(shí),就知道是什么時(shí)刻了。
他們砍了一根直木棍,把它直插在地上,用它來代替樹木。這木棍真比樹木好用,它的影子又細(xì)又長,投在地面的石頭上,界線清楚極了,測的時(shí)間也比過去準(zhǔn)確了許多。
這便是原始的日晷。這種日晷有一個(gè)底盤,底盤的邊緣刻劃著標(biāo)志時(shí)間的線條,有的是鉆的小孔,這劃著線條或鉆著小孔的底盤叫針盤;針盤中安放著一條豎著的指針。在陽光下,指針便映出投影,而且會(huì)隨著太陽的不同位置有規(guī)律地變化著。人們只要看指針的影子投落在針盤的哪個(gè)線條或小孔上,就能知道準(zhǔn)確的時(shí)間了。
現(xiàn)在中國最早的日晷,是1897年在內(nèi)蒙的托克托城出土的一個(gè)石制日晷,收藏在北京中國歷史博物館內(nèi)。據(jù)專家考證,這石制日晷是西漢時(shí)期的制品。
日晷雖然使用方便,指示的時(shí)間也很精確,但它卻受到陽光這一條件的限制。沒有陽光的時(shí)候,例如,晚上或陰天。日晷就不能發(fā)揮它應(yīng)有的作用了。
漏壺。是以漏壺滴水在刻箭上表示出時(shí)刻的記時(shí)器。
漏壺一般由銅制成,它的歷史可以追溯到很遠(yuǎn),至少在夏、商時(shí)期就已開始使用了。
早期的漏壺叫“沉箭壺”。它是這樣制作的:在壺的底部鉆一個(gè)小孔,壺的中間豎著一根標(biāo)有刻度的箭桿。使用時(shí),把壺里裝滿水。隨著壺里的水慢慢地從小孔里往下滴漏,壺里的水平面也逐漸地下降,箭桿露出水面的部分則越來越長。古人就用箭桿露出水面的長度來計(jì)算時(shí)間,水面上箭桿上的刻度就表示時(shí)間數(shù)字。
沉箭壺的制作方法不難,但缺點(diǎn)卻很明顯。壺里的水位高時(shí),壓力大, 水漏得快;水位低時(shí),壓力小,水漏得很慢。這漏速不均勻,記時(shí)便不準(zhǔn)確了。
于是,聰明的古人又發(fā)明了“浮箭殼”。這浮箭壺的制作有些復(fù)雜:在不同高度上放置三個(gè)漏壺,然后在它們的下面再放一個(gè)接水壺,有刻度的箭桿便放在這個(gè)接水壺中。使用時(shí),最上面的漏壺里的水先滴入中間壺里,中間壺里的水又滴入下面的壺里,而下面的壺里的水則滴入接水壺中。隨著接水壺內(nèi)水平面的升高,箭桿便逐漸上升,人們看箭桿上的刻度,就能知道具體的時(shí)間了。
漏壺的制造,根據(jù)有關(guān)資料的記載,我國在世界上是獨(dú)一無二的。西方的水地鐘和漏壺的功用一樣,它是雅典法庭用來限制發(fā)言人的發(fā)言時(shí)間的。公元前159年傳到羅馬,現(xiàn)在雅典還存有這種遺制。但它的制造比我國的漏壺晚得多,據(jù)說,它是公元前400年柏拉圖時(shí)代的產(chǎn)物。當(dāng)然,它的使用也不如我國的漏壺普遍。
我國最早的機(jī)械計(jì)時(shí)器,隸屬于天文儀器。例如,唐朝梁令瓚等人發(fā)明的“開元水運(yùn)渾天儀”,北宋蘇頌等人制造的“水運(yùn)儀象臺(tái)”等,都包含著有“機(jī)械計(jì)時(shí)器”。在這些機(jī)械計(jì)時(shí)器中,已采用了頗為復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)。尤其是蘇頌水運(yùn)儀象臺(tái)中報(bào)時(shí)裝置里的機(jī)械擒縱器,與現(xiàn)代鐘表里的關(guān)鍵機(jī)件??錨狀擒縱器,作用非常相似。英國科技史專家李約瑟博士,便認(rèn)為它“可能是歐洲中世紀(jì)天文鐘的直接祖先”。
蘇頌的報(bào)時(shí)裝置雖然很是先進(jìn),但它仍是天文儀器的一部分。第一個(gè)把機(jī)械計(jì)時(shí)器從天文儀器中分離出來的,是元代科學(xué)家郭守敬。他制造的“七寶燈漏”,以水做動(dòng)力,采用了齒輪系統(tǒng)和凸輪機(jī)構(gòu),能自動(dòng)報(bào)時(shí),還飾有可以按時(shí)自動(dòng)跳躍的動(dòng)物模型。其工藝水平大大超越了前人。這架“七寶燈漏”陳設(shè)在皇宮的大明殿內(nèi),頗受當(dāng)朝皇上忽必烈的賞識(shí)。
郭守敬之后,到明代初年,能工巧匠詹希元又創(chuàng)造發(fā)明了“五輪沙漏”機(jī)械計(jì)時(shí)器。顧名思義,五輪沙漏以流沙為動(dòng)力,來驅(qū)動(dòng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)。這種計(jì)時(shí)器不受氣候影響,克服了水漏的不足,但由于沙粒本身很難均勻,因而不如流水那樣能均勻地流動(dòng),準(zhǔn)確性較水漏要差一點(diǎn)。
在我國古代漫長的歷史歲月中,除了前面我們介紹的日晷、漏壺等計(jì)時(shí)儀器外,民間還流傳著許多簡單而實(shí)用的計(jì)時(shí)器。其中使用較多的是“盂漏”和“更香”。[-(@_@)-]
盂漏,據(jù)說是唐朝的一個(gè)和尚發(fā)明的。制造使用原理很簡單:在一個(gè)銅盂的底部穿一個(gè)小洞,把它放在水面上,水從洞中涌入盂里,盂里的水滿到一定的程度,就會(huì)沉下去。于是,取出盂,倒掉水,再重復(fù)使用。銅盂的大小重量是有一定規(guī)格的,一般一個(gè)時(shí)辰(2小時(shí))沉浮一次。
更香,其實(shí)就是在我們平常用的香上作出刻度,來計(jì)量時(shí)間。為了使更香的實(shí)用性更大,人們把香做得很長,并盤旋成各種形狀,有的能連續(xù)燃燒
十幾天。有趣的是,有人還用更香做“鬧鐘”。他們在更香的某時(shí)某刻的地方懸掛一個(gè)小金屬球,當(dāng)香燒到這個(gè)地方的時(shí)候,金屬球便會(huì)掉到接在下面的金屬盤子里。那清脆的響聲便便提醒人們到了某時(shí)刻了。