古代沒有鐘錶，古人都用什麼工具來分辨一天中不同的時間

鐘錶是我們現代人司空見慣的時間工具，幾乎每家都會有一個鍾或手錶，發展至今天，鐘錶越來越小型化，各種奢侈表，名表充斥著市場，電子鐘也大行發展，極大的方便了人們。

在影視劇中經常看到更夫打更，「天乾物燥，小心火燭」都成更夫的代名詞了，打更其實就是報時，晚上七點打「落更」，「二更」為晚上九點，「三更」為晚上十一點，「四更」為凌晨一點，「五更」為凌晨三點。更夫是如何知道幾點打更的呢？得益於他們的計時工具，大多是滴漏和線香。除了通過滴漏、燃香等來計時，古人還發明了日晷、圭表、水運渾動儀、水運儀象台等。這些計時器相輔相成，與時俱進，為古人提供更為準確的時間。

圖1 日晷

先來了解一下我們經常聽到的日晷，日晷又稱「日規」，是最早的計時工具之一，日晷本意是指太陽的影子，故而它的計時原理也和太陽有關，通過太陽投影的移動方向來確定並劃分時刻，由晷面和晷針組成，晷面上刻有刻度。日晷上面的刻度並不是都相同的，因為不同的緯度太陽光的照射時長不同。因此，日晷有水平式日晷、赤道式日晷、子午式日晷以及卯酉式日晷等等。

最常用的是水平式日晷，因為刻度盤採用水平的而得名，指針的傾斜度需根據當地緯度來確定，適合低緯度地區使用。赤道式日晷的刻度盤是等分的，指針朝北固定，指針垂直於刻度盤，常用於赤道附近的緯度，不同緯度範圍都會有相應的日晷。

圖2 圭表

圭表是我國最古老的計時器，《周易》中就有記錄，它的原理也和日晷一樣，利用太陽射影來計時，日晷還是在它基礎上發展而來的，算是一家親了。

圭表中的「表」是指直立於平地上測日影的標杆和石柱，「圭」則是正南正北方向的測定表影長度的刻板。圭表可以計時還可以用來測定節令，日出而作，日落而息是勞苦人民的一天最真實的寫照，所以掌握節氣變化對古代農民來說尤其重要，夏至日行極北，正午時刻表影最短，冬至日行極南，正午時刻表影最長；春分和秋分太陽出沒於正東西，正午時刻表影適中，進而確定，春分、夏至、秋分、冬至四個節氣。

圭表在古代還有一些象徵意義，古人崇尚「至信為時」，也就是誠信，作為測量時間的圭表自然是被認為是誠信的表徵。作為臣子、妻子都得恪守圭臬法則，「臬」是表的另一個名稱。奉行「男子之櫱"和"女子之櫱"，核心就是為人臣，為人妻必須誠信、忠誠。

圖3 漏刻

圭表、日晷都是我國古到人民根據」立竿見影」的效果來發明出的計時工具。但這兩種的計時工具有一個明顯的缺點，它們需要太陽，一年365天，總不能天天大太陽吧？假如沒有了太陽，比如碰上陰雨天、夜晚，日晷、圭表就失去了作用，這時一種突破太陽光限制的計時工具-----漏刻應運而生。

據記載，西周時候就已經有了漏刻，所謂「漏」就是壺，可用來裝水亦可泄水，前者為受水型漏壺，後者為泄水型漏壺，「刻」即是記有刻度的箭。它的原理是利用水從漏壺中滴出，水位下降，壺中的箭刻也下降，從而確定時間或滴水進壺中，水位上升，箭刻上升來指示時間。

早期都為泄水型漏刻，受水壓力的影響較大，水位高時，水滴下落過快，水位低，水滴下滴過慢，造成誤差。後期的受水型漏刻以恆定的水量注入漏壺，提高了記錄時間的精度。為了能使滴水更加均衡，古人還創造性的採用多級漏壺以來平衡水的流速。水漏刻的發明是古人克服大自然條件限制的重大進步，但水是一種流體，存在多種形態，受到溫度和空氣濕度影響，這些參數的改變都會影響記錄的精度，白天和夜晚需分別參照日晷和星宿來調整。

圖4 渾天儀

在學會運用水流動來計時的基礎上，以水作動力的計時器也問世了，相傳東漢張衡的渾天儀就是用水作動力，可以準確記錄日出星辰。唐朝的僧一行和梁令瓚設計了第一代水運渾天儀，它可以模仿天體運動，也可測定時間，據《新唐書·天文志》記載，渾天儀上裝有日、月兩個輪環，以水擊輪，令其自轉，渾象轉一周即為一天，日便環轉1/365周，儀上還裝有兩個木偶，分別擊鼓報刻，這時一個設計十分精妙的機械，媲美現在的掛鐘一樣準點報時，簡單來說就是世界上最早的機械時鐘，比西方要早六百年。

有了這麼一個開端，後面的發明自然是接踵而來，北宋的蘇頌等人發明了水運儀象台，相比水運渾天儀，它的齒輪機構更加複雜，精度也更高，意義最大的是在儀器上裝有一擒縱機構----「天衡」，這一機構可以讓齒輪由連續運轉轉為間隔運轉，即減少了機械疲勞，又提高了精度，一舉兩得。元代天文學家郭守敬利用水作動力製造了大明殿燈漏，它可以「一刻鳴鐘、二刻鼓、三鉦、四鐃"的自動報時。

圖5 水運儀象台

以水作動力的計時裝置，雖然水易得，但在冬天夜晚溫度很低，水極易結冰，那豈不是這些計時裝置都失效了，縱使古人可把幾種計時器結合使用，也不至於影響生活，但終究不是長久的辦法，這時古人又採用流沙作動力，明代詹希元發明了五輪沙漏，由沙池、斗輪、減速齒輪組和刻度顯示器組成。但五輪沙漏易堵塞，後由周述學改進，《明史·天文志》：「厥後周述學病其竅太小，而沙易堙，乃更製為六輪，其五輪悉三十齒，而微裕其竅，運行始與晷協」，成為六輪沙漏。

古人的智慧是無窮無盡的，計時工具的發明很大程度促進了生產力發展，是很多現在曆法計算的基礎。

文：飛揚

參考文獻：《天文志》

文字由歷史大學堂團隊創作，配圖源於網路版權歸原作者所有

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