古代計(jì)時(shí)器有哪些
三種古代計(jì)時(shí)器
沙漏
沙漏是西方發(fā)明的,，據(jù)說(shuō)是3世紀(jì)由亞歷山大發(fā)明的,。怎樣使用這里就不多說(shuō)了,，大家應(yīng)該都知道。一個(gè)正規(guī)的沙漏計(jì)時(shí)的時(shí)間是一分鐘,，漏完后可以顛倒過(guò)來(lái)重新計(jì)時(shí),。
在西方古代某些特殊職業(yè)，需要隨身攜帶沙漏,，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的衡量,。
漏刻
漏刻也叫漏壺，是中國(guó)發(fā)明的。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,，漏刻就有很高精準(zhǔn)度了,。漏刻利用上面一桶水滴完可以表示一晝夜。
為了提高精準(zhǔn)性,，漏刻中間可以多加幾級(jí)水壺?，F(xiàn)在我們有時(shí)候用到的時(shí)間單位“刻”，你知道為什么一刻等于15分鐘嗎,？就是源于漏刻,。清朝初期《時(shí)憲書(shū)》施行后，正式將一晝夜漏刻的量程百刻改為九十六刻,，一個(gè)時(shí)辰(兩個(gè)小時(shí))分八刻,，一小時(shí)為四刻，而一刻就是十五分鐘,，一直沿用至今,。
日晷
中國(guó)最早使用日晷是在周朝時(shí)期，但是世界上還有更早使用的,，那就是古巴比倫王國(guó),，比中國(guó)的周朝還要早3000多年。
日晷功能非常強(qiáng)大,，不但可以顯示一天時(shí)刻,，還能顯示節(jié)氣和月份,，簡(jiǎn)直和現(xiàn)代手表有得一拼,。由于它是利用投影的位置和影子的長(zhǎng)短來(lái)判斷，所以它在陰天和晚上就沒(méi)什么用,。
中國(guó)古代計(jì)時(shí)器的創(chuàng)始時(shí)間不晚于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代（公元前476～前222）,。應(yīng)用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)利用流體力學(xué)計(jì)時(shí),，有刻漏和后來(lái)出現(xiàn)的沙漏,；一類(lèi)采用機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)計(jì)時(shí)，有渾天儀,、水運(yùn)儀象臺(tái)等,。此外，還有應(yīng)用天文原理（大都根據(jù)日影方向測(cè)定時(shí)間）計(jì)時(shí)的日晷,，它也是中國(guó)最古老的計(jì)時(shí)器之一,。
人類(lèi)最早使用的計(jì)時(shí)儀器是利用太陽(yáng)的射影長(zhǎng)短和方向來(lái)判斷時(shí)間的。前者稱(chēng)為圭表,，用來(lái)測(cè)量日中時(shí)間,、定四季和辨方位；后者稱(chēng)為日晷，用來(lái)測(cè)量時(shí)間,。二者統(tǒng)稱(chēng)為太陽(yáng)鐘,。
公元前1300～前1027年，中國(guó)殷商時(shí)期的甲骨文,，已有使用圭表的記載,。《詩(shī)經(jīng)·國(guó)風(fēng)·定之方中》篇有,，“定之方中,，作于楚宮。揆之以日,，作于楚室……”,。確切記載使用圭表的時(shí)間為公元前659年。
圭表等太陽(yáng)鐘在陰天或夜間就失去效用,。為此人們又發(fā)明了漏壺和沙漏,、油燈鐘和蠟燭鐘等計(jì)時(shí)儀器。
圭表編輯
圭表
又稱(chēng),，日晷,，日規(guī)。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的標(biāo)竿或石柱,；“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板,。每當(dāng)太陽(yáng)轉(zhuǎn)到正南方向的時(shí)候，表影就落在圭面上,。量出表影的長(zhǎng)度,，就可以推算出冬至、夏至等各節(jié)氣的時(shí)刻,。表影最長(zhǎng)的時(shí)候,，冬至到了；表影最短的時(shí)候,，夏至來(lái)臨了,。它是我國(guó)創(chuàng)制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器,。
刻漏編輯
又稱(chēng)漏刻,、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類(lèi),。早期的刻漏多為泄水型,。水從漏壺底部側(cè)面流泄，格叉和關(guān)舌又上升,，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降,，由漏箭上的刻度指示時(shí)間,。后來(lái)創(chuàng)造出受水型，水從漏壺以恒定的流量注入受水壺,，浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時(shí)間,，提高了計(jì)時(shí)精度。
漏刻為了獲得恒定的流量,，首先應(yīng)使漏壺的水位保持恒定,。其次，向受水壺注水的水管截面面積必須固定,，水管采用“渴烏”（虹吸）原理,，便于調(diào)整和修理。有兩種保持水位恒定或接近恒定的方法,，均見(jiàn)于宋代楊甲著《六經(jīng)圖》（刊于1153年）中的“齊國(guó)風(fēng)挈壺氏圖”,。圖中“唐制呂才（約公元600～650）定”刻漏是在漏壺上方加幾個(gè)補(bǔ)償壺，“今制燕肅(1030)定”刻漏采用溢流法,，深四寸,。多余的水由平水壺（下匱）通過(guò)竹注筒流入減水盎。燕肅創(chuàng)制的漏壺叫蓮花漏,，北宋時(shí)曾風(fēng)行各地,。
《全上古三代秦漢三國(guó)六朝文·全后漢文》中在桓譚（卒于公元56年）的文章里說(shuō)刻漏度數(shù)因干、濕,、冷,、暖而異，在白天和夜間需要分別參照日晷和星宿核對(duì),。當(dāng)時(shí)已認(rèn)識(shí)到水溫和空氣濕度對(duì)刻漏計(jì)時(shí)精度的影響,。
刻漏的最早記載見(jiàn)于《周禮》。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物,，共3件,，均為泄水型。其中以1976年內(nèi)蒙古自治區(qū)伊克昭盟杭錦旗出土的青銅漏壺最為完整,，并刻有明確紀(jì)年。比較完整的傳世刻漏有兩個(gè),，均為受水型：一個(gè)在北京中國(guó)歷史博物館,，是元代延祐三年(1316)造；一個(gè)在北京故宮博物院,，是清代制造,。
沙漏編輯
史料記載沙漏
因刻漏冬天水易結(jié)冰，故有改用流沙驅(qū)動(dòng)的,?！睹魇贰ぬ煳闹尽份d明初詹希元?jiǎng)?chuàng)造了“五輪沙漏”,。后來(lái)周述學(xué)加大了流沙孔，以防堵塞,，改用六個(gè)輪子,。宋濂(1310～1381)著《宋學(xué)士文集》記載了沙漏結(jié)構(gòu)，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數(shù),，并說(shuō)第五輪的軸梢沒(méi)有齒,，而裝有指示時(shí)間的測(cè)景盤(pán)。
水運(yùn)渾天儀編輯
渾天儀古代文獻(xiàn)中有漢武帝時(shí)(公元前140～前87)洛下閎,、鮮于妄人作渾天儀之說(shuō),，但未提到它的結(jié)構(gòu)。
《晉書(shū)·天文志》記載東漢張衡(公元78～139)制造渾天儀,，說(shuō)在密室中用漏水驅(qū)動(dòng),，儀器指示的星辰出沒(méi)時(shí)間與天文觀察的結(jié)果相符。
《新唐書(shū)·天文志》對(duì)唐開(kāi)元十三年(725)僧一行和梁令瓚設(shè)計(jì)的渾天儀有較詳細(xì)的記述,。儀器上分別裝有日,、月兩個(gè)輪環(huán)，用水輪驅(qū)動(dòng)渾象,。渾象每天轉(zhuǎn)一周,，日環(huán)轉(zhuǎn)1/365周，儀器還裝有兩個(gè)木偶,，分別擊鼓報(bào)刻,，是一座上狹下廣的木建筑。
水運(yùn)渾天儀是一具依靠水力而使其運(yùn)轉(zhuǎn),，能模仿天體運(yùn)行的儀器,，并可以測(cè)定時(shí)間。這個(gè)渾天儀改進(jìn)了漢代科學(xué)家張衡的設(shè)計(jì),，注水激輪,，令其自轉(zhuǎn)，晝夜一周,，除了表現(xiàn)星宿的運(yùn)動(dòng)以外,，還能表現(xiàn)日升月落，當(dāng)然比張衡的水運(yùn)渾象儀更加精巧,、復(fù)雜了,。所以，當(dāng)水運(yùn)渾天儀造成之后,，置于武成殿前,，文武百僚觀看后，無(wú)不為其制作精妙,，測(cè)定朔望,、報(bào)告時(shí)辰準(zhǔn)確而嘆服,，共稱(chēng)其妙。
特別需要提出的是在水運(yùn)渾天儀上,，還設(shè)有兩個(gè)木人,，（相關(guān)文物遺跡“商州銅佛龕”）用齒輪帶動(dòng)，一個(gè)木人每刻（古代把一晝夜分為一百刻）自動(dòng)擊鼓,，一個(gè)木人每辰（合現(xiàn)在兩個(gè)小時(shí)）自動(dòng)撞鐘,。這兩個(gè)木人當(dāng)然應(yīng)該說(shuō)是運(yùn)用機(jī)械原理而制成的古代機(jī)器人。這是一個(gè)十分巧妙的計(jì)時(shí)機(jī)械,，是世界上最早的機(jī)械時(shí)鐘裝置,，是現(xiàn)代機(jī)械類(lèi)鐘表的祖先，比公元1370年西方才出現(xiàn)的威克鐘要早六個(gè)世紀(jì),，這充分顯示了中國(guó)古代勞動(dòng)人民和科學(xué)家的聰明才智,。
盡管這架水運(yùn)渾天儀在使用了一段時(shí)間后，便因銅鐵漸澀,，不能自轉(zhuǎn)而進(jìn)入博物館了,。但是，僧一行和梁令瓚卻以獲得天文鐘的發(fā)明權(quán)而永垂史冊(cè),。英國(guó)著名科技史家李約瑟博士在《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》第四卷中說(shuō)：僧一行和梁令瓚所發(fā)明的平行聯(lián)動(dòng)裝置,，實(shí)質(zhì)上就是最早的機(jī)械時(shí)鐘，是一切擒縱器的祖先,，走在歐洲14世紀(jì)第一具機(jī)械時(shí)鐘的前面,；西方關(guān)于鐘表裝置是14世紀(jì)早期歐洲的發(fā)明這一說(shuō)法，是完全錯(cuò)誤的,。
水運(yùn)渾天儀上刻有二十八宿,，注水激輪，每天一周,，恰恰與天體周日視運(yùn)動(dòng)一致,。水運(yùn)渾天儀一半在水柜里，柜的上框,，有如地則自然撞鐘,。整個(gè)水運(yùn)渾天儀既能演示日、月,、星辰的視運(yùn)動(dòng),，又能自動(dòng)報(bào)時(shí),有二木人，每刻(古代把一晝夜分做一百刻=0.24小時(shí)=14,4分鐘)擊鼓,，每時(shí)辰（合現(xiàn)在兩小時(shí)）撞鐘。這是世界上最早將擒縱裝置應(yīng)用于計(jì)時(shí),，比外國(guó)自鳴鐘的出現(xiàn)早了六百多年,。一行等人的成就又超過(guò)了張衡,。（也是最早的報(bào)時(shí)機(jī)器人）。
一行等以新制的黃道游儀觀測(cè)日月五星的運(yùn)動(dòng),，測(cè)量一些恒星的赤道坐標(biāo)和對(duì)黃道的相對(duì)位置,，發(fā)現(xiàn)這些恒星的位置同漢代所測(cè)結(jié)果有很大變動(dòng)。
水運(yùn)儀象臺(tái)編輯
為北宋元祐三年(1088)蘇頌,、韓公廉等人所制,。他們于紹圣(1094～1097)初年著《新儀象法要》，載有總圖和部件圖多幅,。這臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)高三丈五尺余,，寬二丈一尺，是一座上狹下廣的木建筑,。臺(tái)的下層有提水裝置,，由人力推動(dòng)河車(chē)，帶動(dòng)升水上輪和下輪（筒車(chē)）,，將水提到天河（受水槽）,，注入天池（蓄水池）。臺(tái)中平水壺保持水位恒定,，并通過(guò)一定截面的水管向樞輪（水輪）上的受水壺流泄恒定流量的水,，推動(dòng)樞輪。樞輪通過(guò)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)晝夜機(jī)輪,、渾象和渾儀,。
水運(yùn)儀象臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)有一套比較復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置──擒縱機(jī)構(gòu),，這是計(jì)時(shí)機(jī)械世界史上繼一行之后的重大創(chuàng)造的繼續(xù),，它把樞輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
在樞輪的上方和圓周旁有"天衡"裝置──擒縱機(jī)構(gòu),。這是計(jì)時(shí)機(jī)械史上一項(xiàng)重大創(chuàng)造,。它把樞輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?！缎聝x象法要》所載"天衡"圖未繪出樞輪和裝在樞輪上的受水壺,而書(shū)中的文字描述又僅寥寥數(shù)語(yǔ):"樞輪直徑一丈一尺,以七十二輻雙植于一轂為三十六洪,束以三輞,。每洪夾持受水壺一，總?cè)鶋?，每壺長(zhǎng)一尺,，闊五寸，深四寸,。于壺側(cè)置鐵撥牙以撥天衡關(guān)舌,。"因此對(duì)受水壺的結(jié)構(gòu)，特別是它的工作原理有不同的推測(cè),，其中有一種方案采用了可傾式受水壺,。當(dāng)樞輪圓周上接受注水的受水壺積水不到一定的重量時(shí),，左天鎖擋住樞輪的一個(gè)輪輻，使樞輪不能轉(zhuǎn)動(dòng),。當(dāng)積水到達(dá)一定的重量時(shí),，樞權(quán)（重錘）不足以平衡受水壺重力時(shí)，受水壺圍繞轉(zhuǎn)軸向下傾轉(zhuǎn),。裝在壺側(cè)的鐵撥牙壓迫格叉和關(guān)舌下降,，關(guān)舌通過(guò)天條帶動(dòng)杠桿,使天關(guān)和左天鎖上提,樞輪得以轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)受水壺后,格叉和關(guān)舌又上升,天關(guān)連同左天鎖下落,，樞輪的下一對(duì)輪輻又被擋住,。右天鎖的作用是防止樞輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回彈。天權(quán)和樞權(quán)是兩個(gè)平衡重錘,。天權(quán)用于平衡左天鎖和天關(guān)的一部分重力,，可調(diào)整天衡機(jī)構(gòu)的工作靈敏度。樞權(quán)用于調(diào)整樞輪轉(zhuǎn)動(dòng)一對(duì)輪輻時(shí)受水壺所需的受水量,，即間歇運(yùn)動(dòng)的周期,，從而校正計(jì)時(shí)的誤差。
大明燈漏編輯
1276年,，中國(guó)元代的郭守敬制成大明燈漏,。它是利用水力驅(qū)動(dòng)，通過(guò)齒輪系及相當(dāng)復(fù)雜的凸輪機(jī)構(gòu),，帶動(dòng)木偶進(jìn)行“一刻鳴鐘,、二刻鼓、三鉦,、四鐃”的自動(dòng)報(bào)時(shí),。
沙漏、日冕,、香等
最常見(jiàn)的是沙漏,，最難得的是日冕
茶、香,、,、太陽(yáng)、倒影,、沙漏都可以計(jì)時(shí),，
沙漏、滴漏,、日冕,，以及燒香來(lái)計(jì)時(shí)。
沙漏，日晷一一一一一一
古代計(jì)時(shí)器有：1,、圭表（利用太陽(yáng)射影判斷時(shí)間）,；2,、日晷（根據(jù)日影位置判斷時(shí)間）,；3、沙漏（根據(jù)沙的均衡流動(dòng)判斷時(shí)間）,；4,、滴漏（根據(jù)水滴的漏出判斷時(shí)間）。
中國(guó)古代計(jì)時(shí)器的創(chuàng)始時(shí)間不晚于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代（公元前476～前222）,。應(yīng)用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器主要有兩大類(lèi),，一類(lèi)利用流體力學(xué)計(jì)時(shí)，有刻漏和后來(lái)出現(xiàn)的沙漏,；一類(lèi)采用機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)計(jì)時(shí),，有渾天儀、水運(yùn)儀象臺(tái)等,。此外,，還有應(yīng)用天文原理（大都根據(jù)日影方向測(cè)定時(shí)間）計(jì)時(shí)的日晷，它也是中國(guó)最古老的計(jì)時(shí)器之一
漏刻
漏刻也叫漏壺,，是中國(guó)發(fā)明的,。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，漏刻就有很高精準(zhǔn)度了,。漏刻利用上面一桶水滴完可以表示一晝夜,。
為了提高精準(zhǔn)性，漏刻中間可以多加幾級(jí)水壺?，F(xiàn)在我們有時(shí)候用到的時(shí)間單位“刻”,，你知道為什么一刻等于15分鐘嗎？就是源于漏刻,。清朝初期《時(shí)憲書(shū)》施行后,，正式將一晝夜漏刻的量程百刻改為九十六刻，一個(gè)時(shí)辰(兩個(gè)小時(shí))分八刻,，一小時(shí)為四刻,，而一刻就是十五分鐘，一直沿用至今,。
日晷
中國(guó)最早使用日晷是在周朝時(shí)期,，但是世界上還有更早使用的，那就是古巴比倫王國(guó),，比中國(guó)的周朝還要早3000多年,。
日晷功能非常強(qiáng)大，不但可以顯示一天時(shí)刻，還能顯示節(jié)氣和月份,，簡(jiǎn)直和現(xiàn)代手表有得一拼,。由于它是利用投影的位置和影子的長(zhǎng)短來(lái)判斷，所以它在陰天和晚上就沒(méi)什么用,。
沙漏
沙漏是西方發(fā)明的,，據(jù)說(shuō)是3世紀(jì)由亞歷山大發(fā)明的。怎樣使用這里就不多說(shuō)了,，大家應(yīng)該都知道,。一個(gè)正規(guī)的沙漏計(jì)時(shí)的時(shí)間是一分鐘，漏完后可以顛倒過(guò)來(lái)重新計(jì)時(shí),。
在西方古代某些特殊職業(yè),，需要隨身攜帶沙漏，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的衡量,。
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