古代計(jì)時(shí)儀器有哪些
我國(guó)古代,人們發(fā)明了很多計(jì)時(shí)的方法或工具。有日晷、漏、圭表等等,充分體現(xiàn)了我國(guó)古代人民的智慧?,F(xiàn)在,就讓我們一起來(lái)了解我國(guó)古代計(jì)時(shí)儀器吧。
古代計(jì)時(shí)儀器有哪些
圭表
是我國(guó)古代度量日影長(zhǎng)度的一種天文儀器,
由“圭”和“表”兩個(gè)部件組成。直立于平地上測(cè)日影的標(biāo)桿和石柱,叫做表;正南正北方向平放的測(cè)定表影長(zhǎng)度的刻板,叫做圭。
日晷
日晷又稱(chēng)“日規(guī)”,是我國(guó)古代利用日影測(cè)得時(shí)
刻的一種計(jì)時(shí)儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤(pán)組成。
漏刻
漏刻是我國(guó)古代一種計(jì)量時(shí)間的儀器。現(xiàn)存于北
京故宮博物院的銅壺漏刻是公元1745年制造的,最上面漏壺的水從雕刻精致的龍口流出,依次流向下壺,箭壺蓋上有個(gè)銅人仿佛報(bào)著
箭桿,箭桿上刻有96格,每格為15分鐘,人們根據(jù)銅人手握箭桿處的標(biāo)志來(lái)報(bào)告時(shí)間。
渾儀
渾儀是中國(guó)古代用于測(cè)量天體球面坐標(biāo)的觀測(cè)儀
器。它是由一重重的同心圓環(huán)構(gòu)成,整體看起來(lái)就像一個(gè)圓球。有資料表明,在公元前4世紀(jì)中葉,中國(guó)就已經(jīng)使用渾儀觀測(cè)天象了,比
古希臘約早60年
太陽(yáng)鐘
在歷史的長(zhǎng)河中,天文學(xué)和計(jì)時(shí)學(xué)是相伴發(fā)展的,可以說(shuō)有了天文學(xué),也就有了計(jì)時(shí)學(xué),計(jì)時(shí)儀器和天文儀器一樣,是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程逐漸精確化的。最古老的計(jì)時(shí)儀器是土圭、圭表和日晷,其原理是通過(guò)太陽(yáng)的投影和方位計(jì)時(shí),一般通稱(chēng)太陽(yáng)鐘。
土圭
土圭是最古老的計(jì)時(shí)儀器,是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單,直立的地上的桿子用以觀察太陽(yáng)光投射的桿影,通過(guò)桿影移動(dòng)規(guī)律、影的長(zhǎng)短,以定冬至、夏至日。“尚書(shū)·堯典”中記述土圭始于堯帝時(shí)期,即公元前2357-2258年,史學(xué)界認(rèn)為“堯典”不是堯時(shí)寫(xiě)的,是周代史官根據(jù)傳聞編寫(xiě),后經(jīng)春秋戰(zhàn)國(guó)(公元前7~2世紀(jì))時(shí)儒家陸續(xù)補(bǔ)訂而成。因此我們可以認(rèn)為,至遲在公元前7世紀(jì)掌管天地四時(shí)的官吏已使用土圭分出二分二至,確定一年為366天。到殷商時(shí)代(公元前1520~1030年)測(cè)時(shí)已達(dá)到相當(dāng)高的精度,其干支記日法一直延用到今天。
圭表
由于土圭的構(gòu)造簡(jiǎn)單,不易掌握,所以逐漸發(fā)展為圭表。“隋書(shū)天文志”將圭表的創(chuàng)造追溯到公元6世紀(jì):南北朝梁武帝天監(jiān)年間(公元503~519年)祖(祖沖之之子)造八尺高的銅圭表,觀測(cè)圭上表影的長(zhǎng)短,測(cè)訂時(shí)間。但1965年江蘇儀征東漢墓(公元25~220年)出土了一件青銅鑄的圭表,這說(shuō)明圭表的創(chuàng)制和使用要早于記載幾百年。待到“元史·天文志”對(duì)圭表的形制、構(gòu)造、材質(zhì)都有詳盡的記述。
元初郭守敬按照圭表的原理在河南登封建立了高聳的觀星臺(tái),在大都(今北京)設(shè)置了圭表。明正統(tǒng)二年至七年(公元1437~1442年)在北京古觀象臺(tái)建造圭表,清乾隆九年(公元1744年)重修并加以改進(jìn)。古代圭表是用來(lái)判斷方向,測(cè)定季節(jié),四季劃分和推算歷法,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要作用。
日晷
日晷又稱(chēng)晷儀,也是觀測(cè)日影記時(shí)的儀器,它與圭表的區(qū)別是:圭表的根據(jù)日影的長(zhǎng)短判別方向測(cè)定季節(jié)、全年日數(shù)和冬至、夏至就在的日子,推算歷法等;日晷的應(yīng)用,主要是根據(jù)日影的位置,以指定當(dāng)時(shí)的時(shí)辰或刻數(shù),是我國(guó)古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器,但在史籍中卻少有記載,現(xiàn)在史料中最早的記載是“漢書(shū)·律歷志·制漢歷”一節(jié):太史令司馬遷建議共議“乃定東西,主晷儀,下刻漏”,而“漢書(shū)·藝文志”中列有晷書(shū)34卷,但僅存書(shū)名,而無(wú)內(nèi)容。
“隋書(shū)·天文志”中記載了耿詢(xún)的成就,“觀測(cè)日晷和刻漏,是測(cè)天地正儀象的根本”。“明史·天文志”對(duì)日晷的形制,定時(shí)之法都有詳細(xì)的記載。較之圭表,它已復(fù)雜多了,可以說(shuō)是一種真正的儀器了,發(fā)展到清代,不僅可以計(jì)時(shí)用,日晷本身已成為一件裝飾藝術(shù)品。
中國(guó)太陽(yáng)鐘的歷史上,指極表或指極針的發(fā)現(xiàn)可上溯到公元前四世紀(jì),而周漢之間的12時(shí)辰制是非常先進(jìn)的,在公元前四世紀(jì)以前已成為一種不變的時(shí)制。
唐代的赤道式日晷,是所有日晷中計(jì)時(shí)最準(zhǔn)確的。后經(jīng)阿拉件人或猶太人將其傳入西方,十七世紀(jì)時(shí)赤道式日晷風(fēng)行于歐洲,人們稱(chēng)它為“二分式日晷”。明末之后,中西各種日晷在社會(huì)上廣泛使用,種類(lèi)之多,前所未有。山西姚喬林是十八世紀(jì)著名的日晷制作家,其流派遠(yuǎn)播廣東。
總之,太陽(yáng)鐘橫跨人類(lèi)歷史數(shù)千年,在使用中不斷發(fā)展和進(jìn)步,為社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起到了推動(dòng)的作用,不僅可以計(jì)時(shí),而且能求得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,甚至可以校對(duì)現(xiàn)代的鐘表。
日晷所測(cè)的是真太陽(yáng)時(shí)或視太陽(yáng)時(shí),因?yàn)榈厍蜍壍榔穆室约暗厍騼A角的影響,真太陽(yáng)時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)是不一致的。因此,不依靠太陽(yáng)測(cè)時(shí)的方法成為事實(shí),而且更為重要。歐洲在十四世紀(jì)早期,機(jī)械鐘出現(xiàn)以前,主要靠日晷計(jì)時(shí),而中國(guó)對(duì)水鐘或刻漏則十分重視,并發(fā)展成為一種文化,達(dá)到登峰造極的地步。為機(jī)械鐘表的誕生作了科學(xué)和技術(shù)上的準(zhǔn)備。
水鐘
水鐘在中國(guó)又叫做“刻漏”,“漏壺”。根據(jù)等時(shí)性原理,滴水記時(shí)有兩種方法,一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時(shí)間(泄水型),另一種是底部不開(kāi)口的容器,另一種是底部不開(kāi)口的容器,記錄它用多少時(shí)間把水裝滿(mǎn)(受水型)。中國(guó)的水鐘,最先是泄水型,后來(lái)泄水型與受水型同時(shí)并用或兩者合一。自公元85年左右,浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行,甚至到處使用。
從公元二世紀(jì)張衡的時(shí)代,到公元六世紀(jì)耿詢(xún)的時(shí)代,使表演用的渾天儀和天球儀轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的水鐘技術(shù)孕育了早期機(jī)械鐘的出現(xiàn)。公元25年,一行和梁令瓚發(fā)明了擒縱機(jī)構(gòu),這種裝置實(shí)質(zhì)上就是早期的機(jī)械時(shí)鐘,早于歐洲六個(gè)世紀(jì)。中國(guó)的渾儀在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中往往形式上是天文觀測(cè)儀器,而本質(zhì)上是時(shí)鐘裝置,因?yàn)閺膹埡獾臅r(shí)代起,天文技術(shù)人員一直想做一種緩慢放置的齒輪,以便達(dá)到與天上的周日視運(yùn)動(dòng)步調(diào)一致。
公元725年一行和梁令瓚實(shí)質(zhì)上解決了這一難題,因此,皇室對(duì)設(shè)在宮中放置不停的天球(天文鐘)感興趣是毫不奇怪的。
公元1088~1090年,蘇頌和他的同事們?cè)陂_(kāi)封建立的水運(yùn)儀像臺(tái)是機(jī)械時(shí)鐘和觀測(cè)用渾儀的完美結(jié)合,在原理上是成功的,因此,可以說(shuō)他比羅伯特、胡克先行六個(gè)世紀(jì),比方和斐先行七個(gè)半世紀(jì)。
香篆鐘
水鐘盡管是有發(fā)展前途的,但是古人仍在廣泛的領(lǐng)域進(jìn)行不竭探索,在某些情況下,也可能有其他較水鐘更為準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)方法,據(jù)宋代學(xué)者薛季宣說(shuō),除日晷刻漏之外,有一種香篆鐘于十二世紀(jì)中葉在中國(guó)流行。荷蘭高羅培著“狄仁杰斷案?jìng)髌?rdquo;中,記述了唐宮計(jì)時(shí)用的香篆鐘為梅花形黃銅盤(pán),盤(pán)子內(nèi)梅花五瓣,各繚繞著一圈盤(pán)香,用以計(jì)時(shí)焚薰,稱(chēng)為“五孕祥云”。
沙漏
沙漏也叫做沙鐘,是一種測(cè)量時(shí)間的裝置。西方沙漏由兩個(gè)玻璃球和一個(gè)狹窄的連接管道組成的。通過(guò)充滿(mǎn)了沙子的玻璃球從上面穿過(guò)狹窄的管道流入底部玻璃球所需要的時(shí)間來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球,該沙漏可以被顛倒以測(cè)量時(shí)間了,一般的沙漏有一個(gè)名義上的運(yùn)行時(shí)間1分鐘。
古代計(jì)時(shí)單位是什么
西方古代計(jì)時(shí)器:
1.地平式日晷計(jì)時(shí)器(早期出現(xiàn)在古代希臘)
2.傅科擺計(jì)時(shí)器(早期出現(xiàn)在歐洲)
西方古代的計(jì)時(shí)方法:1.沙漏計(jì)時(shí)
古代計(jì)時(shí)單位有:
剎那、念、瞬、彈指、羅預(yù)、須臾。
一剎那為一念,二十念為一瞬,二十瞬為一彈指,二十彈指為一羅預(yù),二十羅預(yù)為一須臾,一日一夜為三十須臾。
根據(jù)印度《僧只律》中記載:“剎那者為一念,二十念為一瞬,二十瞬為一彈指,二十彈指為一羅預(yù),二十羅預(yù)為一須臾,一日一夜為三十須臾。”據(jù)此可以推算:一天一夜以24小時(shí)計(jì)的話(huà),有480萬(wàn)個(gè)“剎那”,24萬(wàn)個(gè)“瞬間”,1.2萬(wàn)個(gè)“彈指”,600個(gè)“羅預(yù)”,30個(gè)“須臾”。一晝夜有1440分=86400秒,一“須臾”等于48分鐘=2880秒,一“羅預(yù)”等于2.4分鐘=144秒,一“彈指”為7.2秒,一“瞬間為0.36秒,“一剎那”為0.018秒。