博古論今│中國治器計時【三】

中國封建社會後期，西方的計時科學知識、計時工具傳到中國，中國計時科學發展的變革、包括曆法、測量儀、計時器等，本期小時君為您介紹這一階段的發展情況和相關文物、文化知識。

六百多年前，機械鐘問世，並將晝夜分為24 小時；到了十七世紀，單擺用於機械鐘，使計時精度提高近一百倍。

大明殿燈漏

大明殿燈漏是陳列在元朝皇宮大明殿前的計時儀器，是世界上最早脫離了天文儀器的獨立自鳴鐘。郭守敬在研究了北宋蘇頌水運儀象台後，去除了天象部分，保存了計時部分。為了達到更好的計時效果及可觀性，郭守敬將重要梁架用金製作，並首創性地用「龍嘴張合」、「隨珠仰俯」來審平水緩急、測准水勻調。大明殿燈漏的精華在像走馬燈的圓樽上。圓樽分為四層：第一層即頂層，環布日、月、星，每日左旋一周，象徵太陽的東升西落；第二層為龍、虎、鳥、龜四象，通過機內槓桿撥動能使四象依刻跳躍，如同後世的報刻時鐘；第三層，周分百刻，將圓樽一圈分成100 刻，即古之一晝夜時間，樽上圓盤分立十二木神人，每換一人代表子、丑、寅等時辰。另外，四門內立一木人用手指刻，有如分針。第四層內藏四個木人。每人門前藏一鍾、鼓、鉦、鐃四種樂器，讓人們可以通過不同樂器聲來判斷所指時間。此鍾已經具備了顯示小時和分鐘、報時、調節走時快慢等功能。大明殿燈漏創製於元朝極盛時期，中西科技文化交流頻繁。大明殿燈漏上獨特的時鐘功能與結構在西方產生重大影響，促使了50 年後歐洲鐘錶的產生，可說是歐洲鐘錶的祖先。

欽天監

官署名。掌觀察天象，推算節氣，制定曆法。中國古代國家天文台，承擔觀察天象、頒布曆法的重任。欽天監正，相當於國家天文台台長。由於曆法關係農時，加上古人相信天象改變和人事變更直接對應，欽天監正的地位十分重要。明代沿用的曆法計算方式誤差較大，不利於王朝的統治。恰在此時，傳教士帶來了新曆法。明初沿置司天監、回回司天監，旋改稱欽天監，有監正、監副等官，末年有西洋傳教士參加工作。清沿明制，有管理監事王大臣為長官，監工、監副等官滿、漢並用，並有西洋傳教士參加。乾隆初曾定監副以滿、漢、西洋分用。後在華西人或歸或死，遂不用外人入官。

塔鍾與鐘鼓樓

東漢張衡製造漏水轉渾天儀，用齒輪系統把渾象以及計時漏壺聯結起來，漏壺滴水推動渾象均勻地旋轉，一天剛好轉一周，這是最早的具有塔鍾現象的物體。

鐘鼓樓是漢族傳統建築之一，屬於鐘樓和鼓樓的合稱，在中國古代主要用於報時的建築。鐘鼓樓有兩種，一種建於宮廷內，一種建於城市中心地帶，多為兩層建築。宮廷中的鐘鼓樓始於隋代，止於明代。它除報時外，還作為朝會時節制禮儀之用。1350 年6 月6 日義大利人喬萬尼·德·黨笛製造了世界上第一台結構簡單的機械打點塔鍾。最早用於歐洲中世紀的教堂，它是完全機械式結構，動力使用重鎚，打點鐘聲完全使用人工撞擊鑄鐘，因此當時一個塔鍾工程在建築和機械結構方面是相當複雜的。

航海鍾與天文鐘

航海鍾(Chronometer) 又稱航海天文鐘或精密鍾，發明於17 世紀後半葉。當時的遠洋航行沒有其他技術手段來測量經度，只能用獨立準確計時的航海鍾記錄格林尼治本初子午線處的時間，進而與船隻所在位置的正午時間對照，通過時差與經度差的關係換算出所在的經度位置。16、17 世紀之時，歐洲各國為了爭奪海上霸權，紛紛積極投入尋找測量經度的方法。英國更是其中異常活躍的一方。1714 年，英國國會甚至通過了《經度法案》。法案表明，任何人只要能找到海上測量經度的方法，就可以拿到2 萬英鎊的獎金。當時，經度委員會的成員都以為只有依靠天文學，才能解決經度測量的問題。然而1766年，一名叫約翰﹒哈里森的英國鐘錶匠開始用自己的方法向天文學家們發起了挑戰。經過多年的思考和四次改進，哈里森終於造出了一塊只比懷錶大一點的航海表。

天文鐘利用裝在發條上的平衡輪的振蕩完成鐘的運行。天文鐘是一種能用多種形式來表達天體時空運行的儀器。它是把動力機械和許多傳動機械組合在一個整體里，利用幾組齒輪系把機輪的運動變慢，使它經常保持一個恆定的速度，和天體運動一致。天文鐘既能表示天象，又能計時。後世的鐘錶即由此演變而來。

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