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皇冠足球官方现金网-古代没有钟表,古人都用什么工具来分辨一天中不同的时间

人气:1854    发布时间: 2020-01-11 16:38:41

皇冠足球官方现金网-古代没有钟表,古人都用什么工具来分辨一天中不同的时间

皇冠足球官方现金网,钟表是我们现代人司空见惯的时间工具,几乎每家都会有一个钟或手表,发展至今天,钟表越来越小型化,各种奢侈表,名表充斥着市场,电子钟也大行发展,极大的方便了人们。

在影视剧中经常看到更夫打更,“天干物燥,小心火烛”都成更夫的代名词了,打更其实就是报时,晚上七点打“落更”,“二更”为晚上九点,“三更”为晚上十一点,“四更”为凌晨一点,“五更”为凌晨三点。更夫是如何知道几点打更的呢?得益于他们的计时工具,大多是滴漏和线香。除了通过滴漏、燃香等来计时,古人还发明了日晷、圭表、水运浑动仪、水运仪象台等。这些计时器相辅相成,与时俱进,为古人提供更为准确的时间。

图1 日晷

先来了解一下我们经常听到的日晷,日晷又称“日规”,是最早的计时工具之一,日晷本意是指太阳的影子,故而它的计时原理也和太阳有关,通过太阳投影的移动方向来确定并划分时刻,由晷面和晷针组成,晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度并不是都相同的,因为不同的纬度太阳光的照射时长不同。因此,日晷有水平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。

最常用的是水平式日晷,因为刻度盘采用水平的而得名,指针的倾斜度需根据当地纬度来确定,适合低纬度地区使用。赤道式日晷的刻度盘是等分的,指针朝北固定,指针垂直于刻度盘,常用于赤道附近的纬度,不同纬度范围都会有相应的日晷。

图2 圭表

圭表是我国最古老的计时器,《周易》中就有记录,它的原理也和日晷一样,利用太阳射影来计时,日晷还是在它基础上发展而来的,算是一家亲了。

圭表中的“表”是指直立于平地上测日影的标杆和石柱,“圭”则是正南正北方向的测定表影长度的刻板。圭表可以计时还可以用来测定节令,日出而作,日落而息是劳苦人民的一天最真实的写照,所以掌握节气变化对古代农民来说尤其重要,夏至日行极北,正午时刻表影最短,冬至日行极南,正午时刻表影最长;春分和秋分太阳出没于正东西,正午时刻表影适中,进而确定,春分、夏至、秋分、冬至四个节气。

圭表在古代还有一些象征意义,古人崇尚“至信为时”,也就是诚信,作为测量时间的圭表自然是被认为是诚信的表征。作为臣子、妻子都得恪守圭臬法则,“臬”是表的另一个名称。奉行“男子之蘖"和"女子之蘖",核心就是为人臣,为人妻必须诚信、忠诚。

图3 漏刻

圭表、日晷都是我国古到人民根据”立竿见影”的效果来发明出的计时工具。但这两种的计时工具有一个明显的缺点,它们需要太阳,一年365天,总不能天天大太阳吧?假如没有了太阳,比如碰上阴雨天、夜晚,日晷、圭表就失去了作用,这时一种突破太阳光限制的计时工具-----漏刻应运而生。

据记载,西周时候就已经有了漏刻,所谓“漏”就是壶,可用来装水亦可泄水,前者为受水型漏壶,后者为泄水型漏壶,“刻”即是记有刻度的箭。它的原理是利用水从漏壶中滴出,水位下降,壶中的箭刻也下降,从而确定时间或滴水进壶中,水位上升,箭刻上升来指示时间。

早期都为泄水型漏刻,受水压力的影响较大,水位高时,水滴下落过快,水位低,水滴下滴过慢,造成误差。后期的受水型漏刻以恒定的水量注入漏壶,提高了记录时间的精度。为了能使滴水更加均衡,古人还创造性的采用多级漏壶以来平衡水的流速。水漏刻的发明是古人克服大自然条件限制的重大进步,但水是一种流体,存在多种形态,受到温度和空气湿度影响,这些参数的改变都会影响记录的精度,白天和夜晚需分别参照日晷和星宿来调整。

图4 浑天仪

在学会运用水流动来计时的基础上,以水作动力的计时器也问世了,相传东汉张衡的浑天仪就是用水作动力,可以准确记录日出星辰。唐朝的僧一行和梁令瓒设计了第一代水运浑天仪,它可以模仿天体运动,也可测定时间,据《新唐书·天文志》记载,浑天仪上装有日、月两个轮环,以水击轮,令其自转,浑象转一周即为一天,日便环转1/365周,仪上还装有两个木偶,分别击鼓报刻,这时一个设计十分精妙的机械,媲美现在的挂钟一样准点报时,简单来说就是世界上最早的机械时钟,比西方要早六百年。

有了这么一个开端,后面的发明自然是接踵而来,北宋的苏颂等人发明了水运仪象台,相比水运浑天仪,它的齿轮机构更加复杂,精度也更高,意义最大的是在仪器上装有一擒纵机构----“天衡”,这一机构可以让齿轮由连续运转转为间隔运转,即减少了机械疲劳,又提高了精度,一举两得。元代天文学家郭守敬利用水作动力制造了大明殿灯漏,它可以“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙"的自动报时。

图5 水运仪象台

以水作动力的计时装置,虽然水易得,但在冬天夜晚温度很低,水极易结冰,那岂不是这些计时装置都失效了,纵使古人可把几种计时器结合使用,也不至于影响生活,但终究不是长久的办法,这时古人又采用流沙作动力,明代詹希元发明了五轮沙漏,由沙池、斗轮、减速齿轮组和刻度显示器组成。但五轮沙漏易堵塞,后由周述学改进,《明史·天文志》:“厥后周述学病其窍太小,而沙易堙,乃更制为六轮,其五轮悉三十齿,而微裕其窍,运行始与晷协”,成为六轮沙漏。

古人的智慧是无穷无尽的,计时工具的发明很大程度促进了生产力发展,是很多现在历法计算的基础。

文:飞扬

参考文献:《天文志》

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