古代没有钟表,如何计时呢?
提到古代的计时器,大家可能熟悉的是日晷(guǐ)。日晷又叫日规,最早出现于汉代,主要利用物体在太阳下的影子来测量时间。在不同的时间,太阳的位置和高度不一样,因此照射物体所投下的影子的大小和长度也都不一样。日晷就是根据这一点发明的,它一般由一个标有刻度的圆盘和指针组成,和现在的钟表不同的是,指针只有一根,不能动,而且垂直于刻度盘,安放在刻度盘的正中央。看时间的时候,观察的不是指针本身,而是指针在刻度盘上投下的影子。
还有一种名叫圭表的计时器,原理和日晷相同,而且出现得更早。圭表实际就是在地面上立起的一根柱子,时间刻度都标在地面上,通过圭表看时间的时候,观察的同样也是柱子投在地上的影子。
圭表和日晷因为要利用的是太阳下的影子,所以在没有太阳的时候,例如多云的白天和晚上都无法使用。
在古代更为广泛使用的计时工具,其实是漏壶。漏壶的出现也很早,起码在周朝就有了。它的原理也很简单,就是在壶的底部凿一个小洞,然后在壶里装满水,通过观察漏出小洞的水量来计时。由于用肉眼观察壶内的水位,难免会产生误差,因此有了“沉箭法”。“沉箭法”就是在漏壶内部放一个可以浮起来的托子,把箭固定在托子上,然后在漏壶的壶盖中央也凿一个孔,使箭穿过小孔,这样箭就能直立在漏壶上了,随着漏壶内水位的下降,漏壶里的箭也会下降,人们就可以通过观察箭的高度来知道时间了。
理论上说,每一壶水漏完的时间应该都是一样的,但是如果在一壶水还未完全漏光的时候,就往壶里添水,那么上一壶水没有全部漏完,真正耗费的时间会比实际的时间短,计时也就不准确了。为了解决这个问题,后来的古人开始使用两个壶,一个壶装满水,将水漏进第二个壶里,人们则通过第二个壶来观察时间。第二个壶里立一支箭,不同点在于,第一个壶里的水不断漏入第二个壶,第二个壶的水渐渐增多,水位不断上升,因此箭也会上升。这种设计,使第一个壶没有计时功能,可以随时蓄水,而流入第二个壶的水又是一定的,因此在精准度上,比使用一个漏壶要高很多。
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