世界科技全景百卷书(15)钟表家族

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1、钟表家族钟表溯源仆表决漏以正案法齐景公（公元前547～前490年在位）与燕国交战，连年失利。有人推荐司马穰苴，认为他文能团结大众，武能统帅全军，于是齐景公便任命他为将军。司马穰苴接受任命后，与监军、庄贾约定：明日中午到军营受命。庄贾走后他立即驰马到了军营，“立表下漏，待贾”。在地上竖起一根杆子，观看太阳的影子，把漏壶装上水开始起漏。到了第二大中午，影子到了正北方，漏壶也指示中午到了，庄贾却还没有来到。穰苴“仆表、决漏”宣布了庄贾的迟到。原来他在家里与亲朋家属饮酒话别，长途相送，弄到夕阳西下才到。穰苴以军法为重，判

2、斩庄贾，贾驰书齐景公求救，待景公赦免庄贾的命令来到时，庄贾早被斩首示众了。《史记》上记载的这一段故事是有关漏刻与圭表联用的实际记录。圭表能测定正午时刻，用它来校准漏壶，这在汉代肯定是广为应用的方法。1965年在江苏仪征东汉墓里出土了小型的活动圭表，可见在汉代圭表和漏壶都是比较流行的。以圭表来校准漏壶就如今天收音机里的时号对表，古代看来是这样办的。剩下的另一个问题——漏水不均怎么办？为了要使漏水均匀，必须使漏壶里水位保持不变，最初的办法是增加漏壶的个数。东汉著名科学家张衡（公元78～139年）写的《漏水转浑天仪注》

3、中记道：“以铜为器，再叠差置，实以清水，下各开孔，以玉虬吐漏水入两壶。”这里指出是用两个壶联合使用。后来向多级发展，晋孙绰《漏刻铭》：“累筒三阶，积水成渊，乘虚赴下”，则已是三个壶的漏壶组了。唐代吕才的漏壶采用四级补偿，使最后泄水壶的水位尽量保持稳定，进一步提高了精确度。多级补偿是用两个以上漏壶，自上而下放置，使最上一个壶中的水流入第二壶，再由第二壶流入第三壶⋯⋯，由最后一壶（称泄水壶）流入箭壶，箭壶中的水连同浮舟慢慢升起。由于得到上面几级漏壶的补偿，最后一级壶中的水位可大体保持稳定不变，这就基本达到了漏水速度均

4、匀的效果。问题似乎都解决了，其实并未满意的解决，漏壶的数量不能无限地增加，水位也不是完全稳定，于是还有继续改进的必要。社会的需要促使人们去思考，用什么办法能使出水壶里的水位保持不稳定而又简便可行？漏壶精确度的提高关键就在此举了！据史籍记载，这一项改革完成了宋代景祜年间。1036年司天监再次考定漏壶的精确度，人们提出：关键是漏水不均匀的问题，这可以采用1030年燕肃的一项发明，用加一个平水壶的办法来解决。所谓平水壶，就是使水位保持平衡的壶。说起来很简单：在一套漏壶的最下一级壶上再开一漏孔，但此孔开在壶上沿，只要从上

5、面壶里漏下的水量比这一壶的漏量稍大，则总会有水从上孔中泄出，从而保持最下一壶的水位总在上沿漏孔的地方，这就达到目的了。平水壶的发明实际上就是上沿再开一孔的创造，这一孔之开可真解决了大问题，他使多少年来想解决的漏水不均匀问题宣告解决。故宫交泰殿里保存有一座清代漏壶，乾隆九年（1744年）制造，其中平水壶是一个重要部分。根据实验，一小时内流入受水壶的水量约为3．5千克，一天24小时约84千克，一天的误差约为十分钟左右。只要正午时根据日影来校准一下，连续使用时每天的时刻读数都可以准确到几分钟的程度，这对古代的日常应用来

6、说已是足够的了。影响漏水不均匀的因素除此之外还有很多，当然都是较为次要的，但古人也已注意到了。例如温度的不同会影响水流速度。《周礼》一书中就提到“挈壶氏⋯⋯以水火守之，分以日夜。”冬天要以火烧水，保持一定水温；宋代还有人提出以水银代水，以免冬天冻结；对漏壶用水也很注意，要选用无杂质的洁净泉水、井水等。此外，对漏壶的漏孔，历代也进行了很多研究改进。古代人民对漏壶的研究改进确是很深入细致的。苦行僧的钟在印度有个圣地叫“贝拿勒斯”，现在改名叫“瓦拉纳西”，是座著名的古城。古城内有成千个寺庙，最有名的是金寺。古城西北约1

7、0公里的地方叫鹿野苑，据说那是佛教创始人释迦牟尼第一次讲道的地方。自古以来每年都有成千上万的人到贝拿勒斯去朝圣。在古印度，有许多化斋的和尚常常不远千里徒步走向圣地，在漫长的征途上，苦行僧们多么需要知道几点钟啊！聪明的苦行僧终于发明了一种随身携带的“影子钟”：他们在手杖上半截打一个孔，插上一支短木钉，在手杖上刻上刻度。苦行僧的手仗不是圆的，而是八角形的。看“钟”的时候，只要把手仗上的绳子一提，让手杖竖直向下，太阳光照到木钉上，木钉的影子投到手杖上，看看那影子有多长，就知道时间了。苦行僧的手杖为什么是八角形的呢？这是

8、为了适应不同季节而制作的八个面。一年四季中，太阳在天空中走过的路程是不同的，所以夏天的影子和冬天的影子也就大为不同了：夏天的影子短得多。苦行僧的手杖做成了八个面，每一面只适用于半个季节。看！苦行僧把短木钉插进了这个孔里，孔上写着梵文“阿里曼”——相当于我们的九十月间。他又提起手杖，影子正好投到正午那个刻度上，说明这时恰恰是中午。太阳闹钟除了圭表和日晷之外，古代还出现一种“