日晷和漏刻：那些新鲜光阴的计时器

工夫是人类生存的紧张参考依据。古代人屡屡经过钟表来计时并安插事情和生存，但我国在清代从前是没有钟表的，要想计时的话很不容易。固然，这并不代表古代没有计时东西。古代人们在临时的生存和消费实际中，经过对一些天然征象的不休不雅察，渐渐把握了日升日落、星斗出没、玉轮圆缺等周期性的厘革纪律，并以此为契机便创造了各式千般的计时东西。“日晷”就是此中之一。所谓日晷，就是人类依据日影位置的厘革来丈量工夫的一种东西。作为明清皇宫的紫禁城，太和殿、乾清宫、坤宁宫、养心殿、慈宁宫等修建前都有日晷。

日晷由底座、晷面、指针构成。底座与空中平行，晷面与赤道平行，指针与地轴（指向南北极）平行。指针与地平面的夹角必需与外地的地理纬度相反。北京的纬度为北纬39.9度，以是太和殿日晷的指针与空中的夹角也为39.9度。指针寻常为铜质，垂直穿过晷面，其最紧张的作用是确定南北偏向。由于晷面平行于赤道面，如许，指针的上端恰好指向北天极，下端恰好指向南天极。以是，太和殿日晷的指针是南北向设置，指针朝向北极安稳。指针的第二个作用才是用来确定工夫。事先间的确定，主要经过太阳照射指针在晷面的投影来完成。晷面呈圆盘形，石质，正反两面都刻有12个时候。当太阳光照在日晷上时，指针的影子投向晷面。太阳由东向西挪动，指针影子也徐徐地由西向东挪动。晷面的刻度是匀称的，挪动着的指针影子如同是古代钟表的指针。随着太阳位置的厘革，晷针影子在盘上挪动一寸所花的工夫称为“一寸光阴”，而“一刻令媛”的成语就是由此而来。

日晷使用太阳射影的偏向来丈量工夫，但是，在阴雨天和夜间就会失掉功效，且在春分、秋分时期无法使用。以是，我国古代工匠又创造了漏刻。作为计时器，漏刻的使用比日晷更为广泛，工夫也更为久远。紫禁城交泰殿内，就有一座铜壶漏刻。漏，是指盛水漏壶，用于泄水或盛水；刻，是指分别一天的工夫单位，它经过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时候。交泰殿内铜壶漏刻初造于清乾隆十年（1745），由清宫造办处制造。乾隆六十二年（1797）十月二十一日，乾清宫大火，不仅乾清宫被毁，还殃及交泰殿及此中的铜壶漏刻。现存于交泰殿内的铜壶漏刻，为清嘉庆三年（1798）仿原件制成并安装于此的。漏刻使用时，把水注入漏壶内，水便从壶孔中流出，流到水壶下安排的容器中，容器内有一根刻偶然候的标竿，称为箭。箭下以一只船相托，浮于水面。当水流出或流入壶中时，箭杆相应下沉或上升，昔人从盖孔处看箭杆上的标志，就能晓得具体的时候。

我国西周时期就出现了漏刻。早期漏刻大多使用单只漏壶，滴水速率遭到壶中液位高度的影响，液位高，滴水速率较快，液位低，滴水速率较慢。为办理这一成绩，昔人进一步创制出多级漏刻安装。所谓多级漏刻，即使用多只漏壶，上下依次串联成为一组，每只漏壶都依次向其下一只漏壶中滴水。如许一来，对最下端的受水壶来说，其上方的一只泄水壶由于有异常速率的来水增补，壶内液位基本坚持恒定，其本身的滴水速率也就能坚持匀称。

紫禁城的铜壶漏刻与日晷一样，在相当长的一段工夫内，成为紫禁城内的主要计时东西。到了清代前期，自鸣钟末了盛行，日晷和漏刻徐徐加入汗青舞台，成为皇家礼制文明的构成局部。但是，它们布局复杂，计划科学，实用性强，在很长的一段工夫内为昔人的生存提供了工夫判别保证，因此是古代工匠伶俐的体现。

（作者系故宫博物院研讨馆员 周 乾）