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2014年12月10日星期三

【354】古人计时法

朋友问我:“更夫是怎么知道打更的时间?文言篇章里常有提到时间,三更,五更,却不知道更夫是依据什么去打更。”

我凭印象告诉他,日间凭日影,晚间凭壶漏。

这个答案叫我自己也不满意。于是下功夫再去查找资料。

凭日影之说是有根据的:我在南京时曾经去参观过浑天仪,那是一种极为复杂的科学仪器,我懂的有限。可是,外面有根直立的柱子,倒是叫我开了眼界。原来这根稀松平常的柱子叫做“表”,太阳照射时地面上就投射出日影,因时间而长短;旁边还有一根平放的柱子用以测定表影长度的刻板,叫做“圭”。古人就是利用“圭表”来判断时间。这种最原始的测时法也叫“日晷”法。我也由此明白为何古人称“时间”为“光阴”;既然测量日影可以断定时间,所以时间的长短可用“分”、“寸”来表达也就好懂了。

白天有太阳,可以测试太阳影子的长短,由此断定时间。可是晚上没有太阳,古人又如何知道时间?所以我信口说用“壶漏”。可是,仔细一想,“没有太阳”又何止是晚上?雨天、阴天也没有太阳。这三段时间恐怕占据很长的时间,所以用日晷测时是不科学的。

“壶漏”,古称“漏刻”。原来这是古人采用的一种白天黑夜都能计时的“水钟”。我说晚上根据壶漏,实在是错误的。李约瑟在其《中国科学技术史》中说:“欧洲在14世纪早期机械出现以前,主要是靠日晷,而中国则对水钟或刻漏十分重视。这种计时器在他们的文化中已发展到登峰造极的地步。”看了这段文字,我不由得汗颜,我低估了古人的智慧。“漏刻”原来是中国数千年历史中计时的主要方法。

所谓“漏刻”,是以壶盛水,利用水均衡滴漏的原理,观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。“漏”指的就是滴水的“漏壶”,“刻”则是指“刻箭”,也就是标有时间刻度的标尺。我们现在说“一刻等于十五分钟”,就是源自“漏刻”的“刻”。

最早的“漏刻”采用的是“沉箭法”。沉箭法,是以凿有规定大小的小孔的壶盛水,让水慢慢渗漏到另一壶中,在承受漏水的壶中,有一支刻有表示时间的刻度的刻箭,此箭置于一个可被水为浮起的装置“箭舟”之上。漏下的水慢慢增多,箭舟慢慢上浮,箭上的刻度也就渐次显现,这就可以知道时间了。

从史籍记载看,漏刻除了“沉箭法”外,还有“浮箭法”。此外其发展历程还从“单壶”到“多级壶”。古人更通过经验的积累,发明了“秤漏”(唐代)和“漫流漏”(宋代),使这种计时方法趋向稳定。这种种发展的轨迹,显示古人考虑到多方面的问题,以使计时更为准确可信。他们思考到的问题包括:壶内的水会因为高度的不一而造成气压的不一致,那么滴水的速度也自然有差别;“漏刻”应该更加简便,甚至可以用车子推出移动;装有可以报时的设置等等。

现代的时钟是17世纪伽利略发现“单摆运动的等时性”后才发明出来的。时钟的发明,才让漏水计时器退出了历史舞台。李约瑟写过《被埋没了六个世纪的时钟机构》,就是表扬中国古人在计时上的卓越智慧,同时也探讨为什么中国的科技文明始终不能踏上国际舞台的原因。

原刊:《星洲日报·东海岸》07/09/2014

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