
在远古时期,先民只能根据天亮的程度和日月的位置来大致判断一天的时刻。
早在新石器时代,人们就已经能够制作陶器,陶器在使用中难免会出现残漏,导致水的流失,水的流失需要时间,这种现象给人以启发,用水量变化来表示时间的流逝,由此就逐渐导致了漏刻的产生。
中国南北朝时期有本书叫《漏刻经》,上面说:“漏刻之作,盖挈于轩辕之日,宣乎夏商之代。”意思是说漏刻起源于黄帝时代,夏商时期得到了很大的发展。历代漏刻计时所使用的百刻制,据推测最早就是商代制定的,所以古人有时候又把“刻”称为“商”,这是商代漏刻得到发展的有力证据。进入周朝以后,漏刻的地位进一步提高,朝廷中设有专门负责漏壶计时的官吏,称为“挈壶氏”以后历代都有专门管理漏刻的机构和人员,制度越来越完善。
漏刻最早由何时发明已经无法考证。已出土的最古漏刻为西汉遗物,共3件,在河北满城、内蒙古伊克昭盟和陕西兴平发现。比较完整的传世漏刻有两件,均为受水型。藏于北京中国历史博物馆的是元代延祐三年(1316)造的;藏于北京故宫博物院的是清代制造的。
公元前27年的西汉漏刻西汉铜漏中国的水钟,最先是泄水型,后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右,浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行,甚至到处使用。在一般水钟发展了一端时间后,为了加强精确度,又有了台阶式的多阶水钟。
浑天仪全称漏水转浑天仪水运仪象台由五层木阁组成,各层木阁有12个紫衣小木人、23个红衣小木人、126个绿衣小木人、1个击钲小木人,累计162个小木人。每层木阁内都有相应的机轮或轮辋,上挂抱牌木人;或用拨牙拨动门口木人手臂敲打乐器。这些机轮都装在一根机轮轴上。机轮轴有传动机构和天柱相连。天柱是贯通全台上中下三隔的传动轴。天柱下有个下轮,与枢轮轴伸出的地毂相结合。当作为原动轮的枢轮转动时就经过地毂传动,使天柱旋转起来,由此带动全仪。
在下隔的中央部分设有一个直径达3米多的枢轮。枢轮上有72条木辐,挟持着36个水斗和勾状铁拨子。枢轮顶部和边上附设一组杠杆装置,它们相当于钟表中的擒纵器。在枢轮东面装有一组两级漏壶。壶水注入水斗,斗满时,枢轮即往下转动。但因擒纵器的控制,使它只能转过一个斗。这样就把变速运动变为等间歇运动,使整个仪器运转均匀。枢轮下有退水壶。在枢轮转动中各斗的水又陆续回到退水壶里。另用一套打水装置,由打水人搬转水车,把水打回到上面的一个受水槽中,再由槽中流入下面的漏壶中去。因此,水可以循环使用。打水装置和打水人则安置在下隔的北部。整个机械轮系的运转依靠水的恒定流量,推动水轮做间歇运动,带动仪器转动,因而命名为“水运仪象台”
水运仪象台原件在靖康之祸时,金兵将水运仪象台掠往燕京置于司天台,在金朝贞佑二年因不便运输被丢弃。而到了南宋时,苏携保存的手稿却无人理解其中方法,最终无人能仿造。
水运仪象台清代漏壶多级漏壶结构水钟尽管是有发展前途的,但是古人仍在广泛的领域进行不竭探索,在某些情况下,也可能有其他较水钟更为准确的计时方法,据宋代学者薛季宣说,除日晷刻漏之外,有一种香篆钟于十二世纪中叶在中国流行。荷兰高罗培著“狄仁杰断案传奇”中,记述了唐宫计时用的香篆钟为梅花形黄铜盘,盘子内梅花五瓣,各缭绕着一圈盘香,用以计时焚薰,称为“五孕祥云”
五轮沙漏土圭是最古老的计时仪器,是一种构造简单,直立的地上的杆子用以观察太阳光投射的杆影,通过杆影移动规律、影的长短,以定冬至、夏至日。“尚书·尧典”中记述土圭始于尧帝时期,即公元前22世纪。史学界认为“尧典”不是尧时写的,是周代史官根据传闻编写,后经春秋战国时儒家陆续补订而成。因此我们可以认为,至迟在公元前7世纪掌管天地四时的官吏已使用土圭分出二分二至,确定一年为366天。到殷商时代测时已达到相当高的精度,其干支记日法一直延用到今天。
日晷又称晷仪,也是观测日影记时的仪器,它与圭表的区别是:圭表的根据日影的长短判别方向测定季节、全年日数和冬至、夏至就在的日子,推算历法等;日晷的应用,主要是根据日影的位置,以指定当时的时辰或刻数,是我国古代较为普遍使用的计时仪器。
汉代石日晷郭守敬纪念馆的赤道日晷中国古代的计时仪器的历史是重要的历史,然而几千年来留下科技史料很少,致使历史上很多计时仪器的发现、发明者及其年代有待进一步考证。相信以后会有更多的了解和发现。