第8章 度量衡的應用和作用(1)(1 / 3)

漏刻計時的演變

在中國古代各類計時儀器中,地位最重要、使用曆史最悠久的,大概非漏刻莫屬。

漏刻計時的基本原理,是利用均勻水流導致的水位變化來顯示時間。在不同的時期、不同的場合,漏刻又有不同的名稱,諸如漏、漏壺、挈壺、刻漏、水鍾、銅壺滴漏等等。名稱雖然有異,形式也隨年代的推移而有所變化,但其原理卻基本上都相同。

從現代計時科學的角度來看,漏刻計時的實質是守時。因為漏刻不是通過觀測太陽或其他天體在空中的位置來計時的,它需要依賴其他天文計時手段為之提供計時起點,以便使其所顯示的時間與天文計時結果相一致。漏刻計時以天文計時為準,其目的是為了保持天文計時的結果,把相應的天文測時結果通過漏刻的計時係統顯現出來。這種性質的計時,就是守時。

漏刻雖然不是一種可以獨立使用的計時工具,但它通過與天文計時結果的比對而確定了自己的計時起點和單位後,就可以周而複始、連續計時了。這與現代日常生活中鍾表的使用情況相仿。因此,漏刻的出現,為人們提供了一種不需要頻繁從事天文觀測就可以隨時知道當時時刻的有用工具。它使中國古代時間計量減少了對自然條件的依賴,是古人在探索時間計量方式上向前邁出的一大步。

漏刻在中國起源很早。《隋書·天文誌》說:“昔黃帝創觀漏水,製器取則,以分晝夜。”即認為漏刻是黃帝觀察到容器漏水,從中受到啟發而發明的。漏刻究竟是否黃帝的發明,我們姑且不論,至少這句話給我們提供了兩條信息:其一,漏刻的發明與器物漏水現象對人們的啟發有關。這一推測應該說是合乎情理的。早在新石器時代,中國先民就已經能夠製作陶器。陶器在使用中由於各種原因難免會出現殘漏,甚至有些漏器本身就是有目的地被製造出來的,例如釀造過濾用的釀漏器就是如此。既是漏器,難免要導致水的流失,水的流失需要時間,這種現象會給人以啟發,使人們將這二者聯係起來,用水量變化來表示時間的流逝,由此就逐漸導致了漏刻的產生。其二,漏刻出現的時間非常早。在現存出土的仰韶文化器物中,有些就是陶製漏器。這些漏器,雖然不能斷定就是計時用的漏刻,但至少它們與漏刻有某種淵源關係,這是可以肯定的。所以,《隋書·天文誌》的說法,在某種程度上而言,是成立的。

中國南北朝時期有本書叫《漏刻經》,上麵說:“漏刻之作,蓋肇於軒轅之日,宣乎夏商之代。”軒轅就是黃帝。這是說漏刻起源於黃帝時代,夏商時期得到了大發展。從研究結果來看,漏刻“宣乎夏商之代”的說法,是有道理的。曆代漏刻計時所使用的百刻製,據推測最早就是商代製定的,所以古人有時候又把“刻”稱為“商”,這是商代漏刻得到發展的有力證據。

進入周朝以後,漏刻的地位進一步提高。《周禮·夏官司馬·挈壺氏》記載的漏壺專職管理人員達20人之多。戰國時期,漏壺的使用更趨普遍,上一節介紹戰國時齊國將軍田穰苴在使用日晷計時時提到,他也使用了漏刻。《史記·司馬穰苴列傳》介紹當時的情景說:“穰苴先馳至軍,立表下漏待賈。”“立表”是日晷計時,“下漏”則是用漏刻計時。田穰苴兩套計時係統並舉,顯然是以日晷計時為準,而用漏刻守時。因為如果那天中午正巧有雲遮住太陽,無法用日晷測時,他也可以根據漏刻所計測的時間來判定是否已到中午。《史記》的這段記載,大概是迄今已知人們使用漏刻計時最早的確鑿資料。這表明當時人們已經把漏刻作為一種權威的守時儀器來對待了。

早期漏刻的形式比較簡單,大概就是一隻簡單的壺,壺的底部開一小口,通過觀察壺中的水麵高度的變化來估測時間。這種漏壺,叫單壺式泄水型漏壺。為了計時的需要,人們最初可能還在壺壁上刻劃有用來表示時刻的標記。但是這種標記,如果是在壺內壁,則刻劃不易,觀察也不方便;如果是在外壁,則觀察其與水位之關係,尤為困難。所以,古人很快就作了改進。他們選擇一根刻有時刻標記的木條插入壺內,通過觀看木條被水麵浸沒的情況,來讀出時刻。因為早期漏壺的使用大多與軍事有關,所以這種木條極有可能就是軍事上用的箭杆。因此這種方法又稱為淹箭法,並且沿襲下來,後世漏壺中用來標誌時刻的木條都稱為箭。箭的使用,使得漏刻具備了類似現今鍾表上的時針和表盤那樣的顯時係統。

用淹箭法觀察時刻,畢竟不夠方便。由於漏壺在運轉中,應該另有一壺用以收集它所排出的廢水,於是人們想到,如果在這個壺中放一木塊,將箭插在木塊上,隨著壺中水位的上升,箭露出壺外的部分也逐漸增加,這樣,通過觀察箭露出壺外的長度,就可以直觀顯示時間流逝的長短。這種想法的實施,就導致了一種新型漏刻——浮箭漏的產生。

最初的浮箭漏,非常簡陋,宋代楊甲編著的《六經圖》,記載了浮箭漏的最原始形式。