漏刻
漏刻(别名:漏壶、刻漏、壶漏)是中国古代科学家发明的计时器。漏是指带孔的壶,刻是指附有刻度的浮箭。有泄水型和受水型两种。早期多为泄水型漏刻,水从漏壶孔流出,漏壶中的浮箭随水面下降,浮箭上的刻度指示时间。受水型漏刻的浮箭在受水壶中,随水面上升指示时间,为了得到均匀水流可置多级受水壶。
历史沿革
漏刻是古代的一种计时工具,不仅在古代中国,古埃及、巴比伦等文明古国也都使用过。据史书记载,中原地区在西周时就已经出现了漏刻。
中国在周代已有漏壶,春秋时期被普遍使用。我国最早的漏壶是用铜壶盛水,壶底穿一个小洞,壶中插一只标杆,叫做箭,它的上面刻有度数,箭下有箭舟托着,浮在水面上,壶里的水逐渐地漏下去,箭上的度数陆续显现,以此来计时。这种漏壶也有箭漏之称。我中还曾使用过以滴水的重量来计时的称漏,最早制造于北魏时期,唐、宋时代盛行过。此外,还有一种以沙代水的沙漏,它的记载最早见于元代,但使用并不普遍。中国历史上用得最多、流传最广的还是箭漏,现存最早的实物是西汉的单只泄水型铜壶。东汉时期出现了多级漏壶,国家博物馆保存的元朝延祐三年(1316)漏壶是现存最早的多级漏壶。
分类
漏壶按计时方法大体可分为两种:一种是观测容器内的水漏泄减少情况来计量时间,叫做泄水型漏壶;另一种是观测容器(底部无孔)内流入水增加情况来计量时间,叫做受水漏壶。
工作原理
漏是指计时用的漏壶,刻是指划分一天的时间单位,它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。漏刻一般由漏壶和标尺两部分构成,漏是指带孔的壶,刻是指附有刻度的浮箭。漏壶用于泄水或盛水,前者称泄水型漏壶,后者称受水型漏壶。标尺用于标记时刻,使用时置于壶中,随壶内水位变化而上下运动。根据浮箭情况也可分为沉箭漏与浮箭漏。沉箭漏十分古老,也较为简单。它只有单壶,壶的下部有流管,壶中有一直立的浮在水面的箭杆,上有刻度,此即刻箭,又称箭尺。使用时,首先在漏壶中插入一根刻有时刻的箭尺。箭尺下以一只箭舟相托,浮于水面。壶中水通过流管不断流出或流入壶外(中),箭尺便逐渐相应地下沉或上升,以壶口瀑布处浮箭上的刻度指示时间。
计时方法
漏刻的计时方法可分为两类:泄水型和受水型。漏刻是一种独立的计时系统,只借助水的运动。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流入箭壶,从而取得比较精确的时刻。一般来说,由于是单壶,壶中水位在滴泄过程中会逐渐下降,从而导致流速不均,故应不等距地划分箭尺的刻度:越接近下端,刻度越疏;越接近上端,刻度越密,这样才能够表示相等的时间间隔。浮箭漏的出现晚于沉箭漏,而性能优于前者。它由供水的漏壶、受水并放置箭尺的箭壶两部分组成。使用时,漏壶的水通过流管不断泄入箭壶,箭尺便随箭壶水位的升高而逐渐上浮。由于箭尺不放在漏壶中,故可以采取措施来保持漏壶水位的稳定,从而导致流量的稳定。而箭尺的刻度也因此可以均匀划分,并实现无间断的长时段计时。二级补偿式浮箭漏的出现更迟,结构也略复杂。它的漏壶有上下两级,当下级漏壶向箭壶供水时,上级漏壶则为下级漏壶补水,从而提高了漏壶水位的稳定度和计时的准确度。较高级的浮箭漏可以有数个补偿壶(包括漫流壶),多级供水,进一步保证流量的稳定。
存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是公元1745年制造的,最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口市流出,依次流向下壶,箭壶盖上有个铜人仿佛抱着箭杆,箭杆上刻有96格,每格为15分钟,人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。
代表文物
中国收藏的传世漏刻有中国国家博物馆的元延祜漏刻、故宫博物院的清乾隆年制交泰殿漏刻,爱新觉罗·颙琰年制的皇极殿漏刻,南京博物院的明漏刻等。出土漏刻有陕西兴平茂陵的兴平铜漏,满城区西汉中山靖王刘胜墓的满城铜漏,内蒙古自治区鄂尔多斯市(今名鄂尔多斯市)杭锦旗的千章铜漏以及山东巨野县红土山出土的西汉刘贺刘膊的巨野铜漏等。
满城铜漏
满城铜漏1968年出土于河北省满城西汉中山靖王刘胜之墓中(图15-1)。刘胜是西汉刘启之子,史记卒于元鼎四年(公元前113年),故认为此铜漏应该制造于公元前113年之前,作为陪葬品,现在该铜漏收藏于中国社会科学院考古研究所。该铜漏作圆筒形,下有三足,通高22.4厘米,壶身接近壶底处有一小管外通(小管已残断)。壶盖上有方形提梁,壶盖和提梁有正相对的长方形小孔各一,作为穿插刻有时辰的标尺之用,壶中的水从小管逐渐外漏,标尺逐渐下降,可观察时辰的变化。这就是前面提到的单壶泄水型沉箭漏。从壶的高度分析该壶很小,从一壶水装满到泄放结束估计不足一个时辰或一二刻钟,壶中水量排放从满壶到浅,先后流量不一,故其计时精度不会高,它不能作为天文仪器,只能在日常生活中作为粗略的时段计时工具。
兴平铜漏
1958年,陕西省兴平市砖瓦厂工地上挖土制瓦时发现了这件铜漏壶,同时还有铜带钩、五株钱、陶器等物,据专家考证,认定为西汉中期之物,故称“兴平铜漏”。兴平铜漏壶现收藏于陕西省茂陵博物馆。兴平铜漏,圆筒形,素面,上有提梁盖,下有三足,壶底端突出一个水嘴。通高32.3厘米,壶盖直径11.1厘米,盖沿高1.7厘米°梁、盖的中央有正相对应的长方形插孔各一个,用于穿插时辰的标尺。壶身口径10.6厘米,高23.8厘米,嘴长3.8厘米,口径0.25厘米,其内径圆筒形,外圆柱形,与壶壁连接呈漏斗状,水从嘴孔流出。此外,在筒内出水嘴处有一紧贴在筒壁上的云母片,直径约4厘米,呈不规则的圆形。
千章铜漏
千章铜漏是1976年在内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗沙丘内偶然发现的,现收藏于内蒙古自治区博物馆内。该漏壶的壶内底上铸有阳文“千章”二字,壶身正面阴刻“千章铜漏”四字。此漏壶是西汉刘骜河平二年(公元前27年)四月在千章县铸造的。后来又在第二层梁上加刻“中阳铜漏铭”。中阳和千章在西汉皆属西河郡。千章铜漏,通高47.9厘米,壶身作圆筒形,壶内深24.2厘米,径18.7厘米。近壶底处下斜约23度的一断面圆形流管,管上斜长8.2厘米,下斜7.2厘米,根径2.4厘米,端径1.8厘米,近管端处有一凹槽,管端有径0.31厘米小孔。壶身下为三蹄足,高8.8厘米。壶盖高3厘米,径20厘米。盖上有双层梁,通高14.3厘米,边框宽2.3厘米。第一层梁、第二层梁及壶盖的中央有上下对应的三个长方孔,壶身总重量6250克,壶盖重2000克,全壶总重8250克。
参考资料
古代是怎么用漏壶来计时的.联谊报.2025-01-02
海曙楼之谜.中国宁波网.2025-01-02
漏刻计时.中国数字科技馆.2025-01-02