古代日晷中国古代计时仪器的精华

古人没有钟表，他们是怎么计时的呢？

人类最早使用的计时仪器是利用太阳的射影长短和方向来判断时间的。前者称为圭表，用来测量日中时间、定四季和辨方位；后者称为日晷，用来测量时间。二者统称为太阳钟。公元前1300～前1027年，中国殷商时期的甲骨文，已有使用圭表的记载。《诗经·国风·定之方中》篇有，“定之方中，作于楚宫。揆之以日，作于楚室……”。确切记载使用圭表的时间为公元前659年。

圭表等太阳钟在阴天或夜间就失去效用。为此人们又发明了漏壶和沙漏、油灯钟和蜡烛钟等计时仪器。除此，还有应用机械传动结构计时的浑天仪、水运仪象台等。

圭表

圭表是我国古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。圭表的主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度，此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。

圭表

如《宋史·卷七十六·律历志九》上载：“观天地阴阳之体，以正位辨方、定时考闰，莫近乎圭表。”

日晷

日晷仪，又称为“日规”，简称“日晷”。日晷是由圭表演变而来的，在西汉以前是人们普遍使用的计时工具。它是一种利用日影测量时间的仪器，如《说文解字》中载：“晷，日景也。”日景即为日影。

日晷通常由石制的晷盘和铜制的晷针组成，并在晷盘的两面刻划出十二个大格，每个大格代表两个小时。使用时，只要观察日影投射在晷盘上的位置，就能推算时间。

日晷

圭表、日晷都是利用日影来推算时间的，所以到了晚上或阴雨天便失去作用。如清朝钱泳《履园丛话·艺能·铜匠》曰：“测十二时者，古来惟有漏壶，而后世又作日晷、月晷，日晷用于日中，月晷用于夜中，然是日有风雨，则不可用矣。”因此，适用于日夜、阴晴的漏刻计时器便应运而生。

漏刻

漏，指漏壶。刻，指箭刻，箭上有刻度，是放置在漏壶内以标记时刻的组件。

漏刻又称为漏壶，是中国古代的一种水钟，古人以水量来推算时间。早在春秋时期，漏壶计时的发展已有很高水准。而历代也设有专职机构负责管理，民间应用相当普及，是古代重要的计时刻漏器。如《隋书·天文志》：“昔黄帝创观漏水，制器取则，以分昼夜。其后因以命官，周礼挈壶氏则其职也。”挈壶氏，即为掌漏刻之官。

清朝漏刻

漏壶，通常使用铜壶盛水，滴漏以计时刻，故又称为“铜壶滴漏”。铜壶滴漏使用原理，是利用滴水多寡来计量时间。漏壶有泄水型的沉箭漏、受水型的浮箭漏两种。

沉箭漏古老而简单，只有单壶，壶的底部有小孔，壶中有箭刻。使用时，壶中的水由小孔流至壶外，箭刻随之逐渐下沉，以显示时间。浮箭漏的发明晚于沉箭漏，但功能优于前者。它分供水的播水壶及置放箭刻的受水壶两部分。使用时，播水壶的水经小孔不断注入受水壶，箭刻便逐渐随之上浮，以显示时间。

浮箭漏是史上记载使用最多、流传最广的计时器，另也有以沙代水的沙漏计时器。后来，为了提高水流速度的稳定度及计时的准确性，逐渐再加上一只或几只漏水壶，形成多级漏壶。

铜壶滴漏

沙漏

因刻漏冬天水易结冰，故有改用流沙驱动的。《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏”。后来周述学加大了流沙孔，以防堵塞，改用六个轮子。宋濂著《宋学士文集》记载了沙漏结构，有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数，并说第五轮的轴梢没有齿，而装有指示时间的测景盘。

五轮沙漏

香篆钟

这种古代计时器鲜为人知。据宋代学者薛季宣著书记载，香篆钟是一种于12世纪中叶在中国流行的古代计时器。《狄仁杰断案传奇》中，也记述了唐代宫廷内用香篆钟计时的情形：香篆钟为梅花形黄铜盘子，盘内有梅花五瓣，每瓣梅花各缭绕一圈盘香，焚熏后，根据盘香的烧没程度来计时，时人谓之“五孕祥云”。

大明殿灯漏

元代著名科学家郭守敬创制了大明殿灯漏。它是利用水力驱动，通过齿轮系及相当复杂的凸轮机构，带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时器。因其造型似宫灯，又放置于皇宫的大明殿，所以称为大明殿灯漏。

大明殿灯漏

浑天仪

用日光不方便，单纯利用水的流动来计时也有不便。这就促使了古代人开始制作一个极为夸张的，又极具野心的装置——浑天仪。公元前117年，东汉的张衡制造出了铜铸浑天仪，初步具备了机械性定时器的作用。

浑天仪主体是几层均可运转的圆圈，最外层周长一丈四尺六寸。各层分别刻着内、外规，南、北极、黄、赤道，二十四节气，二十八列宿，还有“中”、“外”星辰和日、月、五纬等等天象。仪上附着两个漏壶，壶底有孔，滴水推动圆圈，圆圈按着刻度慢慢转动。于是乎各种天文现象便赫然展现在人们眼前。这件仪器被安放在灵台大殿的密室之中。夜里，室内观仪人员把某时某刻出现的天象及时报告给灵台上的观天人员，结果是仪上、天上所现完全相符。