世界上第一台機械計時裝置

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今天說一下世界上最古老的機械計時裝置，水運儀象台，北宋時期的蘇頌發明的。而這台儀器的出現是也是人類史上第一次使用人造時間模擬裝置來讀取時間。意義極為重大，不過宋朝之後這東西也是銷聲匿跡再無多少人知道機械計時裝置最早始於中國。具體原因帖子最後面說一下，這台水運儀象台的運行體系不同於現在的鐘錶原理，如果要整體詳述的話估計要特別長，今天這裡就簡單描述一下這台儀最重要的部件，擒縱與「等時性原理」。

一台機械鐘，最重要的部分就是擁有「等時性原理」的零件，也就是每一個運動周期所花費的時間必須是相等的，比如遊絲與擺輪的結合，或者是鐘擺擺動的時間，如果沒有這種等時性原理的零件作為中樞系統，那這台機械鐘也就沒什麼存在的意義了。

成為計時器的基礎：

那麼這台水運儀象台的等時性裝置是什麼？

之所以稱之為水運儀象台，重點就在水上，由【平水壺】里流出一股細流，流入轉輪上的浮動水盒內【收水壺】，汲滿水的水盒會向下墜，觸碰到轉輪開關，然後轉輪向下旋轉一格，機關再次將轉輪固定住，然後平水壺裡的水繼續講水注入水盒，如此循環。

在這裡，水盒的大小是相同的，懸掛位置都是相同的，這時候就需要讓平水壺將水勻速注入到水盒內，而這個平水壺裡流出水柱的均勻程度就決定了這個機械計時裝置的準確度。可是如何才能讓平水壺裡的水始終以勻速流出呢？我們都知道水壓這個問題，一個飲料瓶，在靠近地步的側面開個洞，水位高的時候下面的水柱就比較急，而當水快要流完的時候誰柱的流速就變得很緩慢了。所以要想讓水柱保持勻速等量的向外輸出，那麼就要確保這個平水壺的水平面高度永遠相同。

保證流速恆量的原理：

要讓平水壺裡的水永遠保持同一個高度，就必須給他旁邊配一個大號的補水池【天池】，在平水壺內有一個浮標，這個浮標除了顯示平水壺內水位高低之外，還有一個作用就是可以作為開關使用，來負責張大或者縮小供水口，這個結構有點像抽水馬桶里的浮標開關。有這個原理配合使平水壺內的水位始終保持同一個高度就可以讓平水壺下方噴出的水柱保持均勻等量，以此作為整個儀器上最重要的部件，等時性原理控制項。

與現在機械鐘錶原理對比：

這個以恆定流量嚮往噴水的平水壺相當於擺輪的作用，作用是等時性。

而平水壺旁邊負責給平水壺加水的天池就相當於發條的作用，是儲備的動力

而那些在水滿後會自動下垂並打開卡扣機關的水盒就相當於擒縱的作用。

【動力+等時性+擒縱】

如此一來，機械計時設備的三項基礎就有了，將具有顯示功能的齒輪往上安裝即可。

而這套儀器也不止能夠顯示一天的時間，包括天文觀測和動態人偶報時也涵蓋在內，頂樓放置的渾天儀可以對天體進行定位，在其下部的渾象儀則是講當時觀測到的星辰銘刻在一個球體上，球體24小時轉動一圈，轉動軸對向北極星，也就是這個球體的轉動軸和水平面的夾角已經將黃道面給清晰的表示了出來，具體當時人有沒有意識到是地球自己在轉，這個就不知道了。

消失：

至於為何這個東西至今少有人知，據說是因為這個東西破了當時宋朝的風水，宋朝為火德，翻開歷史也可以看到，宋朝時龍袍的顏色就是硃紅色。而這台水運儀象台在未安裝的時候就有人提出，這個東西與本朝相衝，後來安裝後沒多久爆發靖康之變。不過我覺得有點誇張了，即便這個說法是真的，那好歹是一國之運，連這麼個小東西都剋制不住，這國運也是夠衰的。不過無論怎麼說，宋朝時期中國的科技發展是古代最為迅猛的，四大發明有三項在宋朝就可以窺見一二。

這貼就到此結束了，主要是說一下這台機械計時裝置的基本原理，至於功能方面的，說起來篇幅可能有點大這裡就簡單的提一下，有興趣的可以在往上詳細查找一下。