如果遇到阴天下雨或者到了晚上,日晷就不管用了,所以,人们又想到了另一种办法——漏刻。古代的人们在用陶器取水、储水的时候,因陶器质地疏松,难免出现漏水现象,通过长期观察,人们注意到漏水容器水面下降的高低和时间有一定的对应关系,从而制成了专门用于计时的漏水壶,到夏商时已普遍使用。
国家博物馆藏的铜壶滴漏
漏壶有沉箭式和浮箭式两种。最初使用的沉箭壶,即用一只铜壶盛水,接近壶底有一个小洞,壶中竖插一根刻有刻度的木尺,木尺下端固定在一块船形木块上,使其浮在水面上,当水从小洞滴出后,人们根据水位降低后标杆上的刻度来判断时间。由于漏壶中水多时和水少时的滴水速度不同,影响到漏壶计时的准确性,所以,为了提高计时的精确度,由单只逐渐发展成多只一套的漏壶,同时还由沉箭式漏壶改为浮箭式漏壶。漏壶的级数越多,计时就越准确。
壶数最多的是四壶一套,而且这种四壶一套的漏壶仅有两套存世。一套是清代制造的,现陈设在故宫博物院的保和殿;另一套制于元延祐三年,现藏于国家博物馆。这两套均用铜铸造而成,故称为“铜壶滴漏”。
元代铸造的铜壶滴漏放置在阶梯式架子上,四只铜壶大小不等,自上而下依次递减。最大的一只高75.5厘米,口径68.2厘米,底径60厘米。由于自上而下的三只铜壶外壁分别铸有太阳、月亮和北斗七星图,所以被分别命名为日壶、月壶和星壶,最下面的铜壶叫“受水壶”。日壶、月壶、星壶近底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶竖立在壶盖正中的铜尺,高66.5厘米,上刻12条横线,标有十二时辰。还有一个浮箭,在一个小木块上连接一把木尺,随着受水壶里水量增加,水面上升,浮箭同步上升。人们观看浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的准确时间了。如果把铜尺比喻为今天钟表的表盘,这浮箭就犹如表针。
秤漏是一种特殊类型的漏刻,是称量流入受水壶中水的重量计时的仪器。它是北魏道士李兰于5世纪发明的。它有一只供水壶,通过一根虹吸管(即古代的渴乌)将水引到一只受水壶(称为权器)中。权器悬挂在秤杆的一端,秤杆的另一端则挂有平衡锤。当流入权器中的水为一升时,重量为一斤,时间为一刻。其基本思路是以供水壶流出的水的重量作为计时标准,以秤杆作为显时系统。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。
因刻漏冬天水易结冰,故有改用流沙驱动的。公元1世纪左右的沙漏又称沙钟。古代沙钟主要在国外流行。元至元十三年,天文学家郭守敬创制了大明殿灯漏。
明初詹希元创造的“五轮沙漏”,又称“轮钟”。五轮沙漏在测景盘的两旁刻有黄衣童子二人,一人击鼓,一人鸣钲。测景盘实质上就是表盘。从所有齿轮系的结构看,这个时钟已和后来的西洋时钟的齿轮系相似了。这台独立时钟结构的发明比欧洲同类计时器早了200多年。英国科学家李约瑟博士在1956年《中国的天文钟》一文中指出:“中国天文钟的传统,是后来欧洲中世纪天文钟的直接祖先。”
后来周述学加大了流沙孔以防堵塞,改用六个轮子。沙漏用细管连接两只容器,上面的一只装上干燥的黄沙,黄沙会在一定的时间内全部漏入下面的容器,漏完再翻转过来。黄沙每次漏完的时间大体相等,可计时十二时辰。
“碑漏”是我国古代计时仪器之一,曾用于唐、宋、金、元时期,后来失传。它与铜壶滴漏、圭表、香篆同时被纳入中国传统计时仪器行列。2005年12月,北京钟鼓楼文物保管所仿制的古代计时器——碑漏亮相。随着龙眼大小的钢球投入木制形似石碑的计时器,元代失传的碑漏重新开始记录时间。石碑高2.2米,宽1.4米,内部设13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。
古人为掌握计时的精确度,设若干个铜球,第一个铜球需人工控制投球开关,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个金属球滚完需用14.4分钟即一古刻,依此类推,3600个金属球滚动完毕正好为24小时。
外出旅行的人用水钟和沙钟极为不便,于是出现了火钟。中国很早发明了以刻度计时的蜡烛,“一寸光阴一寸金”指的就是蜡烛上的刻度。古时用蜡烛、更香和油灯计时相当普遍。灯钟和香钟就是两种火钟,又称灯漏和香漏,用香篆盘香和油灯等计时。中国自古有焚香的习惯,若香制得均匀,燃烧时空气相对稳定,则焚香可以作为计量时间的一种方法。时辰香是非常有特色和符合华夏民族审美的一种计时的系统方法。郭守敬晚年制造成的“柜香漏”“屏风香漏”“行漏”等都是著名的火钟。
龙舟香漏是一种利用燃点香来计量时间的仪器,同时还兼备了定时响闹的功能。仪器为一艘龙舟形的盛器,上面放着一至两根燃着的香,香上横着数条两端系上金属球的线。每隔一段时间,香便会烧断一条线,使金属球跌进下面的盛器并发出响声,报告时间。
南宋香篆又称印香、百刻香,它将一昼夜划分为一百个刻度,寺院常用其作为计时器来使用。因把香制成曲折盘蛇形,有如篆字,故称香篆。更香是用于计时的特制的一种香,在香上标出刻度,根据点燃后香的长短来计算时间的长短与迟早。一般将香做得很长,然后将其盘起来,有的甚至可以燃烧几天至几十天。
2300年前,希腊作家亚里斯多芬写的一个喜剧中有这么一场:一个雅典女人普拉克萨哥拉对她的丈夫勃列庇洛斯说:“等到影子十步长的时候,你涂了香油来吃饭吧。”“影子十步长”说的是在普拉克萨哥拉和勃列庇洛斯住的房子附近有一座纪念碑,出太阳的日子纪念碑投下影子,过路人只要用脚步去量一下影子,就可以知道是什么时辰。
印度的化斋和尚托钵僧把寻常走路用的手杖变成了时钟。托钵僧到圣地贝拿勒斯去的时候,在长途旅行中就带着一根构造特别的手杖。这种手杖不像我们的手杖,不是圆的,而是八角形的,上端每一面都穿了一个孔眼,孔里可以插进一根小木钉。托钵僧要知道白天的时辰,就拿着手杖上的绳子,把他的手杖提起来。那根木钉在跟它垂直的一面杖边上投射的影子就能指示时刻。因随太阳转移的影子在冬天和夏天不一样,那根手杖就做成很多个面,每一面只适用于一个季节。
在从彼得格勒到莫斯科的旧道上,今天仍矗立着许多叶卡捷琳娜二世时代建立的里程碑。其中一个里程碑的一面写着:自圣彼得堡至此几俄里。旅行的人经过这个里程碑时可知道他还要走多少俄里,在路上已经花了多少时间。
在古埃及尼罗河的一个岛上有一座供奉奥西里斯神的庙宇。庙宇中央一圈排列着360只底上有孔的大桶,那是乳钟。每一只桶派有一个祭司看管,所以有360个祭司。每天有一个祭司拿牛奶来装满他的桶,牛奶流完是24小时。接着另外一个祭司又拿牛奶来装满下一只桶,这样依次排下去,每个祭司都轮到了就是一整年。
布隆迪用牛测时。东非布隆迪的生活方式全靠季节变化来引导,80%的布隆迪人都以务农为生,当地人依赖大自然的天象。比如说,旱季开始时,就是到了收获的季节;当雨季再临时,就是到了该回到田里耕耘播种的时候。在下午3点左右,到了把小牛赶出牛棚去吃草的时候。如果要定个时间较晚的约会,就说“等小牛出来的时候见面”。布隆迪人也用生动的形象来表示夜晚的时间,他们把漆黑的夜晚说成“你是谁”,因为天很黑,什么也看不见,只能凭声音来辨认人。