我国古人是怎样计时的？聊一聊古代计时工具（下）
我国古人是怎样计时的？聊一聊古代计时工具（下）
在中国古代，人们是如何准确地计时的呢？从简单的日晷到复杂的机械装置，古人展现了惊人的智慧。本文将带你走进中国古代的计时世界，了解那些令人惊叹的计时工具。
前面介绍了漏刻、圭表和日晷，震惊于老祖宗的智慧。其实除了这三种计时工具外，古人还发明了许多计时黑科技，下面我们就一起去瞧瞧吧。
秤漏
为了计时的准确，古人一直没有停止探索。就在西晋诞生了三级漏壶后，北魏一个叫李兰的道士发明了一种新的计时工具叫“秤漏”。
它的主体结构是一根中国秤杆，秤杆的一端用秤钩吊着受水壶，另一端则挂着秤砣（平衡锤）。秤杆正下方是一只供水壶，通过渴乌（古代的虹吸管）将水引入受水壶中，受水壶也叫权器。
秤漏，北魏，中国计量博物馆展示
注意看，李兰还给设计了一只可爱的小兔子，而这只兔子的工作就是握着这根虹吸管，保证其能稳定地工作，是不是很有意思？这也是关于渴乌最早的历史记载。
随着水从供水壶流进受水壶里，另一端的秤砣就要移动位置保持平衡。按照李兰的设计，当流入权器中的水为一升时，重量为一斤，时间刚好为一刻。
李兰秤漏的巧妙之处在于它的稳流系统可以基本保证虹吸管在供水壶中的浸入深度恒定，从而使流量恒定。基本原理是以供水壶流出之水的重量为计时标准，用秤杆作为显时系统。虽然一刻等于14.4分钟再细分很困难，但在秤杆上读出一斤一两还是很方便，很精确的。这样一来，计时精度大大提高，据测定秤漏比漏刻灵敏度提高了十倍以上，而日误差更是小于1分钟。
正是这个原因，隋朝以后秤漏基本成为官方的主要计时器，直到北宋正式采纳燕肃莲花漏为止。
明末翻译西方的著作中有一种“水日晷”，它类似于我国古代的轮漏。《宋史》中就有关轮漏的记载，可惜没有介绍具体的做法。从构造看，水日晷是把秤杆支点换成轮轴，轮轴上用绳索两端挂着木头，在轮轴一端装个指针表盘，只要让木头随着漏壶的水位下降，就能直接读出时间了。
既然可以用水当动力，古人也自然想到沙子，这就是最方便的计时器—沙漏。
沙漏
沙漏据说是亚历山大于三世纪发明的，但西方发现最早的沙漏大约是公元1100年左右，比我国的沙漏出现要晚得多。我国沙漏最早出现于西汉，是同漏刻一起出现的。
中国古代史中有影响的沙漏记载见于1360年的元代。最有名的沙漏是大书法家詹希元创制的“五轮沙漏”。用流沙的动力推动齿轮组转动，首先让沙子冲击第一个轮，接着依次带动第二轮第三轮第四轮第五轮。沙漏设有时刻盘，盘上刻有一天的时刻，相当于现代钟表的钟面，时刻盘中心有一根指针，指针由最后一级齿轮的轴转动，齿轮转动使指针在时刻盘上指示时刻。他还巧妙地在中轮上添加了一组机械传动装置，这些机械装置能使五轮沙漏上的二个小木人每到整时能够转出来击鼓报时。
詹希元五轮沙漏推测图 清华大学机械史学科奠基人刘仙洲先生手稿
可以看出，詹希元的五轮沙漏计时结构原理和现代钟表几乎完全相同。可惜，他生不逢时，这件先进的计时器问世不久，元朝就灭亡了。明朝建立后，詹希元被征召入朝，官至中书舍人。后来为太学集贤门题字，因为“門”字带钩，被朱元璋怒斥“安得梗吾学路？”（难道你要阻断我招贤纳士之路吗？）而遭冤杀。朱元璋由于权力斗争和封闭思想，同样是不可能支持民间科技的发展。这为后来我国的计时器落后于西方埋下了种子。
沙漏的方便之处是，上下两个沙斗可以互相倒过来使用。但沙粒不均匀，流动时易堵塞，这样准确性比漏刻差很多。中国的沙漏多用陶器，看不清里面沙子存量多少。或许是这两方面原因，沙漏在中国没有像西方那么普及。
五轮沙漏计时器我们又称之为“机械传动计时器”，在古代一般都和其它天文仪器结合在一起使用。像唐代高僧一行、梁令瓒制作的“开元水运浑天俯视图”或“开元水运浑天仪”。最妙的是，浑象上有两个木人，一个木人每刻自动击鼓，一个木人每辰自动撞钟，是世界上最早的机械时钟装置，是现代机械类钟表的祖先。
北宋的苏颂和韩公廉等人把浑仪（中国古代用于测量天体球面坐标的观测仪器）浑象（中国古代用于表示天体运动的演示仪器）和机械报时钟结合在一起，创造了有世界性贡献的*水运仪象台。昼夜机轮就是世界上最早的天文钟，它所用的擒纵装置也被公认为世界上机械钟的祖先。*
水运仪象台（复原结构示意图）
元代的科技大佬郭守敬创制的大明殿灯漏，也叫七宝灯漏，是真正与天文仪器相分离的独立的计时神器。
大明殿灯漏第一眼看起来就像一个大宫灯，上面画着星宿每天转一周，中间的四象图案象征四个方位，每到一刻就跳一下，下面窗口有小木人手执十二时辰木牌，底下还有个小人指着百刻的刻数，边上四角还各设了一个木人手执钟、鼓、钲、铙（náo），每到一刻就敲击乐器，聪明又有趣。而这奇妙的一切，都是由藏在下面柜子里的水轮带动的，所以，名为灯漏，实为水漏矣！
显然以上计时器需要固定在某个地方才能用，接下来介绍一种移动起来也能用的神器。
辊弹漏
最早出现于唐代，也叫碑漏、星丸漏，宋朝学者王应麟在《小学绀珠･律历･晷漏四法》中有详细介绍，发明人是唐代僧人文诰。
辊弹，顾名思义就是滚动的弹丸。木头制成的屏风，形状如同石碑，这便是“碑漏”的由来，内部设有13根自上而下呈“之”字形排列的铜管，最初是竹管。第一根铜管内，在机关控制下，储有若干金属球，只要触动机关，小球就能滚下。当第一个小球滚下最后撞击到底部的铜铙，发出“锵”的一声时，第二个小球接着滚下，如此反复。碑漏正是由许多小球在其余12根铜管内依次曲折滚下，在最后坠落时敲击铜铙发出清脆响亮的声音报时。
一次“锵”的声音就是24秒，一刻等于14.4分钟，需要36个球，一百刻需要3600个小球，哎，想想都难受！
虽然这玩意用起来有点累，但它的短时间测量比较准，非常适合用于赛跑赛马之类的竞技活动的计时。最关键的是，它不受空间限制，出门或者行军时也可以用，比如装在车上，大概是这样子的。
这不，爱搞小发明的李兰（就是前面发明秤漏的道士）又制作了一种便于携带的马上刻漏。大概长这样，轨道是玉做的，上下两端是对称的玉壶，外面设有把手和绳索，弹丸在玉管轨道上滚完一圈立马倒转过来继续滚动，只要计算一共倒转了几次就能只知道时间，和沙漏一样，用起来方便。
蜡烛与香
除了上面这些外，更常见的计时工具是蜡烛，在蜡烛的身上标上五更的刻度，蜡烛烧到什么位置，就能知道什么时刻，这叫更烛。蜡烛既能照明，又能计时，可谓一举两得。但是蜡烛燃烧受风力影响很大，燃烧速度不均匀，准确性可想而知，因而只作为一种辅助计时工具。
当然，民间老百姓不会那么讲究，生活中什么方便用什么。比如焚香，又叫更香。香比蜡烛价格更便宜，香薰不仅能增添生活雅趣，还能安神驱蚊，所以一直都是古人日常生活的必需品。
于是问题来了，就是影视剧里经常出现的一炷香，那一炷香到底是多长时间呢？
这就要看香的规格了，常见的一炷香，一般半小时就烧完了，久一点的，一个小时才烧完，即半个时辰，这种叫线香。如果在上面标上刻度，就能指示更详细的时间，如果再在特定位置挂一些金属小球，比如这种龙舟香漏，等香尽线断之时，球落到盘子上便会发出响声，就相当于定时闹钟了。龙舟香漏仅仅用来计量1个时辰的时间，因此其刻度更为精确。
影视剧《长安十二时辰》里的龙舟香漏
为了让更香的实用性更强，人们把香做得很长，还盘旋成各种形状。唐宋时期，出现了百刻香，直到明清时期，更香还是很流行。
不过古代文人雅士还有更高级的玩法，这就是香篆。
所谓香篆，就是把合香捣成粉末，调匀后洒在铜质的印盘里，用模具压印成固定字型或花样，然后点燃，循序燃尽，用于计时。因其燃烧时所起的烟缕，曲折似篆文，故有此名。
印香时，气定神宁、心无旁骛；品香时，闭目端坐，静享清幽。如此之法，早已超越了计时的功能，成为了一种极具东方韵味的生活方式。这就是古人所说的“焚香有禅意，风雨不惊心”。
一盏茶
除了点蜡烛、焚香外，古人也常用一盏茶来估算时间，这也很好理解，早起开门七件事，柴米油盐酱醋茶嘛！
古人常说“一盏茶的功夫”，那么这个一盏茶的功夫是多久呢？一般有两种说法：10分钟或14.4分钟。
“一盏茶”最早出现在《僧祇律》中，是指茶从端上来，慢慢品尝，一饮而尽所花费的时间，也就是说一碗茶冷却到可以入口所用的时间，显然，这和温度有关系，夏天需要15分钟左右，冬天10分钟都不到。
古人将一昼夜划分一百刻，一刻相当于现在的14.4分钟，约等于15分钟，一盏茶大概就是一刻钟的时间。
好啦，关于我国古代的计时工具就介绍到这里，与如今的钟表相比，我国古代也有四大名“表”，它们分别是：漏刻、圭表、辊弹和香篆，你记住了吗？
参考资料：《古今图书集成·历法典》、《中国天文史》科学出版社、《奇器图说》2012年重庆出版社、《中国在计时器方面的发明》，《天文学报》，1956年第4卷第2期。