没有手表时钟的古代人是如何记录时间的呢?
时间是无形的,如何记录时间,如何规划时间,从来是人类要解决的头等大事。从古老的日晷到代表尖端科技的原子钟,我们追求精准时刻的脚步从未停歇。
“天干物燥,小心火烛”都成更夫的代名词,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。那更夫是如何知道几点打更的呢?
通过滴漏、燃香等来计时,古人还发明了日晷、圭表、浑天仪、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。
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。
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。
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。
对古人来说,日晷、圭表只能在晴朗的白天使用,阴天和夜晚该如何解决呢?古人发明了漏刻。
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。
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。据记载,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,这是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。
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,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。