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[转载]晨钟暮鼓日复年,梆更声声入梦来——中国古代的时间观

古代计时器介绍

  人类的日常生活、科研、导航及测绘等等工作都要花费时间.任何具有周期性变化的自然现象都可以用来测量时间.

  我们先来看看人类如何从以地球自转作为计时标准,进而以机械钟、石英钟、乃至原子钟作计时工具,这一过程用了3500多年.  

  公元前1500年,出现的日晷是人类最古老的计时工具,埃及人首先开始使用这项技术,然后在整个地中海地区普及开来.日晷是以太阳投向刻度盘的阴影为基础的.通常由铜制的指针(晷针)和石制的圆盘(晷面)组成.

当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面.太阳由东向西移动时,投向晷面的晷针影子也会慢慢地由西向东移动.移动着的晷针影子就好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此可以来显示时刻.  

  在公元前1400年,出现的漏壶(沙漏或者滴漏)是第一个摆脱天文现象的计时仪器.它根据流沙从一个容器滴漏到另一个容器的数量来计量时间.古代人设计的“五轮沙漏”通过流沙从漏斗形的沙池流到初轮边上的沙斗里,以此来驱动初轮,从而带动各级机械齿轮的依次旋转.最后一级齿轮带动在水平面上旋转的中轮,中轮的轴心上有一根指针,指针则在一个有刻线的仪器圆盘上转动,以此来显示时刻,这种古老的显示方法几乎与现代时钟的结构完全相同.


很长的几个世纪里,人们对时间的把握,用的都是一些简单的工具.除了上面的这些方法以外,有人还利用流速均匀的滴水,发明水钟;利用点燃的香,人们分出了“一炷香”、“两炷香”等时间间距.但这些时间概念都不是精确的.

铜壶滴漏,是我国现存最大和最完整的古代计时器。它是在元代延祐三年由广州冶铸工人冼运行等人铸造的。漏壶由大小不等的竹铜壶组成。第一壶名“日天壶”,高75.5厘米、口径的外沿74厘米、内沿68.2厘米、底径60厘米,容量217升。第二壶名“夜天壶”,高58.5厘米、口径的外沿59.5厘米、内沿54.5厘米 、底径53厘米,容量117升。第三壶名“平水壶”,高55.4厘米、口径的外沿51厘米、内沿44厘米 、底径39厘米,容量63升。第四壶名“受水壶”,高75厘米、口径的外沿38.5厘米、内沿32厘米、底径31厘米,容量49升。4壶依次安放于阶梯式座架之上,通高2.64米。各壶皆有铜盖,第一、二、三壶下端均装有龙头,龙口滴水,依次滴注储入受水壶中,受水壶的铜盖中央,插铜尺1把,长66.5厘米,尺上刻有十二时辰,自下而上为子至亥时。铜尺前插放一木制浮箭,下为浮舟,随着水位提高浮箭逐渐上升,显示时刻。所以又称“刻漏”。

据《广州府志》载:“昼漏卯初一刻(按:5时15分)上水,夜漏酉时一刻(按:17时15分)上水,水加一刻则箭浮一刻,水与壶平,而昼夜箭刻尽。”“日天壶”外侧刻楷书铭文,上列监造官员及工作人员共20人,表示对这天文仪器制作的重视。此漏壶原放在广州城垣的拱北楼上(原址在今北京路),用以报时。清咸丰七年 ,拱北楼火灾,漏壶失落。咸丰十年,两广总督劳崇光悬赏购得,但“夜天壶”已略有损坏,其盖与“日天壶”、“平水壶”两盖均补铸,“夜天壶”盖上铸有“大清咸丰十年冬月吉日,两广总督劳崇光重修”字样。重修后漏壶置于抚署退思轩。同治三年, 拱北楼重建完成,复置原处。1919年,广州拆城筑马路时,又移置于越秀山镇海楼上。1959年,原件调给北京中国历史博物馆展出。现在广州博物馆陈列的是复制件。铜壶滴漏具有较高的历史和科学研究价值。
    
公元1088年,中国宋朝的机械师苏颂发明的“水运仪象台”(水钟)被认为是世界上第一架真正的机械钟,它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器,它实际上就是一座小型的天文台.这台仪器的制造水平堪称一绝,充分体现了我国古代人民的聪明才智和富于创造的精神.

与铜壶滴漏、圭表、香篆并称我国古代四大系列计时仪器、在元代以后就已经失传的碑漏,被国内专家成功复原,今天(2005年12月24日)在位于北京中轴线上的鼓楼“安家”,今后市民可以到鼓楼亲自动手演示这一古老的计时工具。

水运仪象台是宋代苏颂、韩公廉等人设计制造的一座大型天文仪器,它把观测天象的浑仪、演示天象的浑象和报时装置巧妙地结合在一起,是我国古代一项卓越的创造。水运仪象台高约12米,宽约7米,呈下宽上窄的正方台形,全部为木建筑结构。全台分为三部分,最上层是一个可以开闭屋顶的木屋,里面放置一架铜制浑仪,用来观测天象;中间部分是一间密室,放置浑象,可以随时演示天象;最为有趣的是下面的报时装置,在台的南面可以看到五层木阁,每一层木阁里都有报时的小木人,他们各司其职,根据不同的时刻,轮流出来报时。它的一套动力装置“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。

北宋都城开封苏颂:世界钟表之父

不是故作惊人之语,中国古代应有“五大发明”。在纸、印刷术、火药和指南针之外,还有一项——钟表。这项发明的地点就在北宋都城开封,发明人名叫苏颂,鲜为人知。这是历史的疏忽,其实,他与奉献了《梦溪笔谈》的沈括一样是伟大的古代科学家。  

10年前,在江诗·丹顿的一次古董钟表收藏家演讲会上,世界著名的钟表大师、香港钟表历史学家矫大羽先生语出惊人:世界上第一座具有擒纵系统的水运仪象台,出自中国人之手,他就是北宋宰相苏颂。矫大羽十分自豪地宣称:中国人开创了钟表史。抖落了时光留在上面的灰尘,智慧依旧熠熠生辉。重拾的骄傲依然是不能忘记的骄傲。  

苏颂其人

对于一个人,是大名鼎鼎,还是鲜为人知,也许偶然,也许必然。如果水运仪象台像《梦溪笔谈》一样的传世,苏颂也许会明星耀眼。但那台大钟表在金兵的战火中消失了,人们对它的价值又认识不够。于是,苏颂和水运仪象台一道成了泥土里的珍珠。  

苏颂(1020—1101),福建泉州人士,至今同安县还有他的旧居,且已成旅游景点。他年轻时就很聪慧,博学强记,参加乡试即考中进士,从此步入仕途。他的一位同窗学友智力稍差而落榜,不免气馁,但在他的鼓励下从商下海,后来成了福建有名的船王。  

苏颂文学修养颇佳,诗文富有灵气,若钻研下去,也会成就非凡。但人各有志,他喜欢科学研究,常对发明创造兴趣盎然。宋哲宗元佑三年(1088年),在他的主持下,制成了水运仪象台,兼有观测天体坐标、演示天体运动和机械计时等3种功能。国际科学界高度评价这一发明创造,认为他很可能是后来欧洲中世纪天文钟的“直接祖先”。他还专门撰写了一本书《新仪象法要》,详细记载了水运仪象台的构造、用法和相关说明,反映了当时科学技术的卓越成就。于是,也无形中证明了苏颂在世界钟表史上的始祖地位。  

苏颂与文学家苏轼同朝为官,虽非兄弟,但在文学、医学方面有着共同爱好。史载熙宁六月二十一日,苏轼在杭州通判任上,苏颂刚从江西婺州卸任,到安徽亳州当太守路过杭州。因此在东坡处留住几日,畅叙友情,并与陈襄、孙奕、黄颢等一起游览石屋洞风光,还留下了几人共同的题名,今乃珍贵的文化遗迹了。

苏颂在科技上取得了极高的成就,创造了7项“世界第一”  

一 水运仪象台的顶部是活动性屋板,观看时可以拆开,雨雪时可以合闭。学者认为,它是世界上天文台圆顶自由启闭室的鼻祖。  

二 水运仪象台的浑仪窥管(望筒),通过“天运环”等机件与水力推动的枢轮相联。使窥管与被观测的天体能够同步运行,从而,发明了现代天文台跟踪机械 转仪钟。英国剑挢大学科技史专家李约瑟说:“苏颂把时钟机械和观察用浑仪结合起来,在原理上已经完全成功。因此,可以说他比罗伯特 胡克先行了六个世纪,比方和斐先行了七个半世纪。”  

三 水运仪象台的总动轮 枢轮,是由一组叫“天衡” “人权” “左右天锁”的杠杆系统控制的。由于“天衡”系统对枢轮的擒纵控制作用,使以水力推动的枢轮能等速地均匀地向前运转。它的作用与现代钟表的关键部件 锚状擒纵器(俗称卡子)的作用完全相同。李约瑟研究了水运仪象台后说,它比14世纪欧洲使用轴叶擒纵器重力传动机械时钟早了许多世纪。  

四 苏颂在他的《新仪象法要》一书中,为后人留下了五幅星图。这是保存在国内最早的纸绘全天星图。苏颂在他的星图中,首创圆横结合的画法,解决了长期以来赤道与北天极周围绘制中失真的问题。  

五 苏颂在《新仪象法要》中还要为我们留下了世界上最早最完整最系统的机械图纸,共有整体图 部件图 零件图六十多幅,绘制机械零件一百五十多种。  

六 苏颂还发明了世界上第一架假天仪。苏颂发明的假天仪是一个大圆球,人居其中,凿孔为星,一昼夜转一周,与天象完全相符,以水力推动。  

七 苏颂的《本草图经》是世界上第一部保存至今的有图的完整的本草着作。《本草图经》以前的《唐本草》等着作虽然也有图,但都已佚失。只有《本草图经》的药图被系统地流传下来。  

苏颂不愧为我国中世纪的一位杰出的博学家。

专家介绍,作为我国古代计时器之一的碑漏,曾用于唐、宋、金、元时期,但元代以后失传。今年年初,北京钟鼓楼文保所工作人员在查阅文献《元史》时发现,元代时还保存着一座宋代碑漏,虽已毁弃不能使用,但《元史·齐履谦传》对碑漏使用的原理作了简单介绍:“都城刻漏,旧以木为之,其形如碑,故曰‘碑漏’,内设曲筒,铸铜为丸,自碑首转行而下,鸣铙以为节。”为了弘扬中华民族传统的司时文化,生动地反映中国古代计时的科技水平,在专家的指导下,北京钟鼓楼文保所与苏州古代天文计时仪器研究所合作,经过反复的研究试验,历时一年终于成功仿制了出了碑漏。

这件碑漏以木制成形似石碑,高2.2米,宽1.4米,内部设12根自上而下呈“之”字形排列的铜管,碑首上端设投球孔,球沿曲筒滚动而下撞击铜铙发出清脆悦耳的响声,以此报送时刻。參與「碑漏」仿製工作的中國科學院自然科學史研究所研究員陳美東介绍,古人为了掌握计时的精确度,设若干个金属球,每次投球数量自设,第一个金属球需要人工控制投球开关,其余则自动滚行,第一个金属球与第二个金属球的间隔时间为24秒;36个金属球需用14.4分即古代的一刻,依次类推3600个金属球滚动完毕正好是24小时。

据专家介绍,文献上记载的碑漏的管子是用竹子制作的,但竹子使用久了容易坏,因此专家此次将这件仿制碑漏的管子材料改换成了铜。其余部分,都严格按照文献制作。据悉,今后参观鼓楼的市民,都将有机会亲手演示这件精心仿制的碑漏。

陳美東介紹,中國古代計時器有刻漏、日晷、香漏和星丸漏,「碑漏」即是「星丸漏」。據南宋薛季宣《浪語集》記載,「碑漏」的發明人是唐代僧人文誥。《元史﹒齊履謙傳》也記載有「都城刻漏,舊以木為之,其形如碑,故名‘碑漏’。」陳美東說,「碑漏」曾用於唐、宋、金、元時期,現已失傳。

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