漏壶有哪些用途?

春秋以前,中国发明了漏壶(又称壶漏、刻漏、铜壶滴漏)。漏壶是一种水表仪器。它的结构因朝代而异,但基本原理是一样的。比如清代有一种漏水的水壶:上面三个壶的底部都有漏水孔,白天的时候,壶里灌满水,依次漏到壶里。上面两个壶的深度依次减少一寸,这样平水壶的水就可以一直是满的。扁壶后壁上方有一个洞。如果水太多,可以漏到下面的接水壶里,这样平口壶就可以在一定时间内保持一定量的水漏到壶里。水壶里有一个青铜人,手里拿着一个可以上下移动的漏箭,上面刻着一把测量时间的尺子。一根立柱漂浮在漏水箭头底部的水面上。水壶里的水渐渐满了,从漏水箭头上升的位置就可以知道时间。

汉代以后,中国唐代的梁灵赞和一批僧人利用水力和齿轮,创造了精巧的计时工具:水上浑仪和计时器。另一种水天文台是由宋代天文学家苏颂制作的。它大约有3英尺高,上下有7层。天文台的顶层是一个由龙柱支撑的浑天仪,用来观星。二楼配有天球仪,露出半球,表示一半在地上。球的另一半藏在地平线下,日夜自动运行。在下面的五个木质建筑中,一楼有三个门。每个小时开始时,一个穿红衣服的木头人会在左门按铃。每隔一小时,紫衣木头人就会敲响右边的门;每时每刻,绿木头人在中间打鼓。在二楼,每个小时开始的时候,带着时间标志的木头人会出现在中间的门里。第三层是专用于刻字的时间,也会有带牌子的木头人。四楼的木头人敲钟报时,打多了。五楼的木头人报日出了吗?

元代的郭守敬专门做了一个报时的仪器,和宋代的差不多。不同的是,它还配备了龙、虎、朱鹮、龟等四灵动物模型,每时每刻都会跳跃。

由此可见,古人已经懂得用尺子测量连续的时间。难怪民间有句谚语:“一寸光阴一寸金。”也就是说,时间可以用英寸来衡量。

漏壶有一个缺点。每当天寒地冻的时候,水会结冰,就不起作用了,于是人们就用沙子代替水,成了“沙钟”。它是一个圆柱形的木制物件,由三根柱子组成,中间有两个烧瓶状的玻璃瓶。底部大而薄,两瓶相对,有固定物相连。一个瓶子里装满了干净的沙子。要打开时钟,只要把它倒过来。上面瓶子里的沙子往下漏。当沙子全部漏入下瓶时,可以测短时间:10分钟或30分钟。每隔30分钟,人们只要把“沙钟”的瓶子倒过来,钟就又“走”了!

元代铜壶滴水示意图明代詹西元创造了一种“五轮沙漏”,是一种报时的机械钟。主轮配有16砂斗。当砂池中的沙子不断漏入水桶中时,主轮受压转动,第二轮、第三轮、第四轮分别由小齿轮带动,最后传递给水平转动的中轮。中轮的长轴穿过一个景观板,长轴顶端装有指针,指针随长轴转动。时间刻在风景盘上,指针转动的地方就是当时的时间。中轮上的特殊装置带动景观测量盘两侧的两个木质数字准时响铃报时。