一寸光陰一寸金｜古代計時工具

在中國古代，為了能夠適應當時社會的經濟發展和日常生活的需求，人們發明了很多計時儀器，比如圭表、日晷、漏刻等。中國古代的計時工具創製很早，不晚於戰國時代，而且它們各有所長,分別流行於不同時代,應用於不同的場合。應用機械原理設計的計時器主要分為兩大類，一類利用流體力學計時，有刻漏和後來出現的沙漏；一類採用機械傳動結構計時，有渾天儀、水運儀象台等。此外，還有應用天文原理（大都根據日影方向測定時間）計時的日晷，它也是中國最古老的計時器之一。下面舉幾個簡單的例子。古代計時工具大致有三類1利用日影測定時間，常用圭表和日晟圭表是一種既簡單又重要的測天儀器，它由垂直的表和水平的圭組成。它利用了立竿見影的道理來測量日影長度。主要功能是測定冬至日，並進而確定回歸年長度。此外，通過觀測表影的變化可確定方向和節氣。圭表是古代漢族科學家最早發明的度量日影長度的一種天文儀器，他和日晷一樣，也是利用日影進行測量的。圭表由「圭」和「表」兩個部件組成，直立於平地上測日影的標杆和石柱，叫做表；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。在不同季節，太陽的出沒方位和正午高度不同，並有周期變化的規律。於露天將圭平置於表北面，根據正午時分圭上表影，測量、比較和標定日影的周日、周年變化，可以定方向、測時間、求出周年常數、劃分季節和制定曆法。圭表測影是中國古代天文學的主要觀測手段之一，使得在很長一段歷史時期內，中國所測定的回歸年數值的準確度斗居世界第一。

日晷日晷又稱「日規」，是我國古代利用日影測得時刻的又一種計時儀器。通常由銅製的指針和石制的圓盤組成。銅製的指針叫做「晷針」， 石制的圓盤叫做「晷面」。使用時，觀察日影投在盤上的位置，就能分辨出不同的時間。日晷的計時精度能準確到刻（15分鐘）。運作原理：在一天中，被太陽照射到的物體投下的影子在不斷地改變著：第一是影子的長短在改變。早晨的影子最長，隨著時間的推移，影子逐漸變短，一過中午它又重新變長；第二是影子的方向在改變。在北半球，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在東方。從原理上來說，根據影子的長度或方向都可以計時，但根據影子的方向來計時更方便一些。故通常都是以影子的方位計時。隨著時間的推移，晷針上的影子慢慢地由西向東移動。移動著的晷針影子好像是現代鐘錶的指針，晷面則是鐘錶的表面，以此來顯示時刻。早晨，影子投向盤面西端的卯時附近；當太陽達正南最高位置（上中天）時，針影位於正北（下）方，指示著當地的午時正時刻。午後，太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個時辰。

1優點：沒有誤差，顯示所在地真正的時間，天然節能環保。缺點：1、對天氣具有依賴性，必須依賴日照，不能用於陰天和黑夜。2、日晷是固定的，而且使用局限於一些條件好的地區，笨重難以移動、得不到普及2利用漏壺計時，常用水漏和沙漏

元代銅壺滴漏銅壺滴漏又名「漏刻」或「漏壺」。即用一個在壺底或靠近底部鑿有小孔的盛水工具，利用孔口流水使銅壺的水位變化來計算時間。我國發明的銅壺滴漏比外國製作的滴水計時器要早的多，應用也普遍，成為歷代計時的重要工具。

圖3.早期漏刻

圖4.受水型漏刻工作原理為了較精確地計量時間, 約於商代發明了刻箭, 用一根箭放在壺裡, 作為時刻指示器, 箭桿上刻著刻度, 水退到哪一刻度, 就知道現在是幾刻了, 這種方法叫淹箭法，又叫泄水型漏刻。

圖5.泄水型漏刻工作原理沙漏也叫沙鍾。由於漏壺中的水受溫度影響，為計時的準確性增加了困難，於是用細沙來代替水。 沙鍾由上下兩個相同的瓶子組成，中間用小口連在一起，上部瓶子所盛的細沙通過中間水口慢慢流入下部瓶中，這樣上部瓶子細沙的平面漸漸降低，瓶子時間刻度就能顯示出時間。這種沙鐘的優點是可以兩面使用，翻過來，就可以下部成為上部繼續使用。

古書記載沙鍾

山東省煙台市鐘錶博物館五輪沙漏複製品3利用燃物體計時，稱為火鍾、香鍾和蠟鍾都是火鍾燈鍾是用油燈計時的裝置，它是通過燃燒後油量的減少而指示出當時的時間。香鍾是一種更為方便的火鍾，它以特製的模子製成盤香，盤香粗細均勻，燃燒時間與其長短成正比，即燃燒時間越長，剩餘的盤香越少，在盤香上記上刻度，就可以知道相應的時辰。也有具有鬧鐘作用的香鍾，當香火燒到一固定刻度時，上面掛的重物落下撞擊金屬器皿，發出響聲，提醒此時辦事的人，起到鬧鐘作用。燃香計時因為價格便宜，方便實用，在古代民間是比較流行的。蠟鍾：蠟燭本身的燃料數量定好，燃燒時的速度也就基本相同。那麼燒完一支蠟燭的時間也大體相同。如在蠟燭上刻上相應的刻度就可以計算簡單的時間間隔了。附註：古今時間對照表子時23:00 – 01:00子初23:00夜半又名子夜、中夜，十二時辰的第一個時辰子正00:00丑時01:00 – 03:00丑初01:00雞鳴又名荒雞，十二時辰的第二個時辰丑正02:00寅時03:00 – 05:00寅初03:00平旦又稱黎明、早晨、日旦等，是夜與日的交替之際寅正04:00卯時05:00 – 07:00卯初05:00日出又名日始、破曉、旭日等，指太陽剛剛露臉，冉冉初升的那段時間卯正06:00辰時07:00 – 09:00辰初07:00食時又名早食等，古人「朝食」之時也就是吃早飯時間辰正08:00巳時09:00 – 11:00巳初09:00隅中又名日禺等，臨近中午的時候巳正10:00午時11:00 – 13:00午初11:00日中又名日正、中午等午正12:00未時13:00 – 15:00未初13:00日昳又名日跌、日央等，太陽偏西為日跌未正14:00申時15:00 – 17:00申初15:00哺時又名日鋪、夕食等申正16:00酉時17:00 – 19:00酉初17:00日入又名日落、日沉、傍晚，意為太陽落山的時候酉正18:00戌時19:00 – 21:00戌初19:00黃昏又名日夕、日暮、日晚等，此時太陽已經落山，天將黑未黑。天地昏黃，萬物朦朧，故稱黃昏戌正20:00亥時21:00 – 23:00亥初21:00人定又名定昏等，此時夜色已深，人們也已經停止活動，安歇睡眠了。人定也就是人靜
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