“嘀嗒——嘀嗒”,鐘表上的秒針—下—下地轉(zhuǎn)動,這是時光的聲音,精確到秒??墒?,據(jù)說第一個鐘表出現(xiàn)在北宋,是由蘇頌發(fā)明的。1092年,北宋宰相蘇頌主持建造了一臺水運儀象臺,這個儀器能報時打鐘,結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代的鐘表很相似。更不可思議的是,水運儀象臺每天僅有1秒的誤差,而且上面還裝有在工作時能發(fā)出“嘀嗒、嘀嗒”聲的擒縱器。問題來了,在這之前古人是用什么來計時的呢?
很久以前,人們是沒有準(zhǔn)確計量時間的工具的,只是以太陽升降來判斷時間的早晚,因此有“日出而作,日入而息”之語。后來古人總結(jié)出子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二個時辰。我國古代在創(chuàng)制天文儀器方面也做出了杰出的貢獻,設(shè)計和創(chuàng)造了許多精巧的觀察和測量儀器,今天我們就穿梭時光帶大家認(rèn)識—下中國古代的三大計時工具。
圭表
我國最古老、最簡單的天文儀器是土圭(guī),也叫圭表。它是什么時候誕生的已經(jīng)無從考證。
很早以前,人們發(fā)現(xiàn)房屋、樹木等物在陽光的照射下投出的影子有一定的變化規(guī)律,于是便在平地上直立根桿子或石柱來觀察影子的變化,再用一把尺子測量影子的長度和方向,則可知道時辰。
圭表是度量日影長度的一種天文儀器,由“圭”和“表”兩個部件組成。所謂高表測影法,通俗地說,就是垂直于地面立一根桿,通過觀察記錄它正午時影子的長短變化來確定季節(jié)的變化。垂直于地面的直桿叫“表”,水平放置于地面上刻有刻度以測量影長的標(biāo)尺叫“圭”。
日晷
人們在圭表的基礎(chǔ)上發(fā)明了日晷(guǐ),是觀測日影計時的儀器,主要是根據(jù)日影的位置,以指定當(dāng)時的時辰或刻數(shù),是我國古代普遍使用的計時儀器。日晷是由一根晷針和一個刻有刻線的晷盤組成的。當(dāng)太陽的方位變動時,晷針在晷盤的投影所指的方向也不一樣。古人根據(jù)長期的觀察,確立了十二個時辰所對應(yīng)的日影方位并以此來判斷時間。比如,“午時三刻”指的其實就是日晷盤午時位置的第三個刻度。這項發(fā)明被人類沿用達幾千年之久。
由于日晷必須依賴日照,不能用于陰天和黑夜,因此,單用日晷來計時是不夠的,還需要其他種類的計時器(如水鐘)來與之相配。
漏刻
漏(lòu)刻,中國古代漢族科學(xué)家發(fā)明的計時器。漏是指計時用的漏壺,刻是指劃分一天的時間單位。最初,人們發(fā)現(xiàn)陶器中的水會從裂縫中一滴一滴地漏出來,于是專門制造出種留有小孔的漏壺,把水注入漏壺內(nèi),水便從壺孔中流出來,另外再用個容器收集漏下來的水,在這個容器內(nèi)有一根刻有標(biāo)記的箭桿,相當(dāng)于現(xiàn)代鐘表上顯示時刻的鐘面,用一個竹片或木塊托著箭桿浮在水面上,容器蓋的中心開一個小孔,箭桿從蓋孔中穿出,這個容器叫作“箭壺”。
隨著箭壺內(nèi)收集的水逐漸增多,木塊托著箭桿也慢慢地往上浮,古人從蓋孔處看箭桿上的標(biāo)記,就能知道具體的時刻。漏刻的計時方法可分為兩類:泄水型和受水型。漏刻是一種獨立的計時系統(tǒng),只借助水的運動。后來古人發(fā)現(xiàn)漏壺內(nèi)的水多時,流水較快,水少時流水就慢,顯然會影響計量時間的精度。于是在漏壺上再加一只漏壺,水從下面漏壺流出去的同時,上面漏壺的水即源源不斷地補充給下面的漏壺,使下面漏壺內(nèi)的水均勻地流入箭壺,從而取得比較精確的時刻。
除此之外,偉大的古人還發(fā)明過不少其他記錄時間的小玩意兒,比如沙漏、渾天儀等,可見人們對時間的重視程度亙古未變,因為明白時間飛快,才更能懂得時間的寶貴,珍惜每分每秒呀。