日晷 日晷,本义是指太阳的影子,后来则指古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,又称“日规”。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻,通常由晷针和晷面组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明。
圭表 圭表由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上测日影的标杆和石柱,叫作表;正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫作圭。圭表测定正午的日影长度以定节令,定回归年或阳历年。通过进一步研究计算,古代学者还掌握了二十四节气的圭表日影长度。
漏刻 日晷和圭表一旦遇到阴雨天或黑夜便失去了作用,于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生,这就是漏刻。漏,是指漏壶;刻,是指刻箭。箭,则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水,利用水均衡滴漏原理,观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。
香篆钟 这种古代计时器鲜为人知。据宋代学者薛季宣著书记载,香篆钟是一种于12世纪中叶在中国流行的古代计时器。
大明殿灯漏 1276年,元代著名科学家郭守敬创制了大明灯漏。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮机构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时器。因其造型似宫灯,又放置于皇宫的大明殿,所以称为大明殿灯漏。
沙漏 因漏刻冬天水易结冰,所以明代时发明了“五轮沙漏”,用流沙驱动漏刻。宋濂所著《宋学士文集》中记载了沙漏结构,有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数。
此外,中国古代还制造出了较大的计时仪器,如东汉张衡发明的浑天仪,北宋苏颂、韩公廉等人发明的水运仪象台等。
(《光明日报》12.18 刘锴)