中國計量學院（yuàn）　張秋實 夏哲雷 許華（huá）

　　我們通（tōng）常所說的“時間”包括“時刻”和（hé）“時間間隔（gé）”雙重概念。而時刻的“刻”用來表示時間就涉及中國古代（dài）滴水計時的文化史實。古代有一種計時器稱為“漏刻”，“漏”是指計時用的漏壺，“刻”是指劃分一（yī）天的時間（jiān）計量單（dān）位，漏壺計時一晝夜共一百刻，“刻”就是在這種文（wén）化事實中具備了表現時間的職能的。時間計量（liàng）的實質就是通過尋找一種運動過程來度（dù）量別的運動（dòng）的進程和快慢的標準，這種標準運動過程必須是非常均勻和持續不斷的，例如均勻（yún）滴下的水滴、緩慢燃燒的香等，都可被用作計量時間的標準運動過程。

　　漏刻計時的基本原理，是利用均勻水流導致的水位變化來顯示時間（jiān）。從現代計時科學的角度來看，漏刻計時的實質是測量時間間隔。漏刻不是通過（guò）觀測太陽或其他天體在空中的位置來計時的，它（tā）需要依賴其他天文計時手段為之提供計時起點，以便使（shǐ）其所顯示的時間與天文計時結果相一致（zhì）。當漏（lòu）刻通（tōng）過與天文計時結果的比對，確定自（zì）己（jǐ）的計時（shí）起點（diǎn）和單位後，就可以周而複始、連續計時了。這就好比現代生活中的鍾表。漏刻的出現，使人們（men）不需要頻繁觀測（cè）天文（wén）就可以隨時知（zhī）道當時的時刻。它使中國古代時間（jiān）計量減少了對自然條件的依賴，是古人在探索（suǒ）時間計量方式上的一大（dà）進步。

　　漏刻在中國起源很早。《隋書 天文誌》說：“昔黃帝創（chuàng）觀漏水，製器取則，以分（fèn）晝夜。”書中認為漏刻是黃（huáng）帝觀察到容（róng）器（qì）漏水，從中（zhōng）受到啟發而發明的。早在新石器時（shí）代，人們就已經能夠製作陶器，陶器（qì）在（zài）使用中（zhōng）難免會出現殘漏（lòu），導致水的流失，水的流失需要時間，這種現象給人以啟發，用（yòng）水量變化來（lái）表示時間（jiān）的流逝，由（yóu）此就逐漸導致了漏刻的產生。中國南北朝時期（qī）有本書叫《漏刻經》，上麵說（shuō）：“漏刻之作，蓋挈於軒轅之日，宣乎夏商之（zhī）代。”意思是說漏（lòu）刻起源於黃帝時代，夏商時期得到了很大的發展。曆代漏刻計時所使用的百刻製，據推測最早就是（shì）商代製定的（de），所以古人有時候又把“刻”稱為“商”，這是商代漏刻得到發展（zhǎn）的有力證據。進入周朝以（yǐ）後，漏刻的（de）地（dì）位（wèi）進一步提高，朝廷中設有專門負（fù）責（zé）漏（lòu）壺計時的官吏，稱為“挈壺氏”。以後曆（lì）代都有專（zhuān）門管理漏刻的機（jī）構和人員，製度越來越完善。

　　最初的（de）漏壺是（shì）單隻的，壺的底部（bù）開一小口，壺中（zhōng）放一刻有刻度的木杆，觀察水（shuǐ）位退（tuì）到哪（nǎ）一（yī）刻度，就能知道是什（shí）麽時間了。由於（yú）早期漏壺的使用大多與軍事有關，所以這種木杆被稱為箭杆，這種方法（fǎ）又稱為（wéi）“淹箭法”。為了便於計時（shí），隨時知道漏壺中水的多少（shǎo），人們在壺中放一木塊（稱為箭舟），將箭插在箭舟上，箭杆上刻有時間線，當壺中水滿時，箭杆靠木塊的浮力升得很高，隨著水的流（liú）失，箭舟往下沉，箭杆也隨之下降，通過觀察刻（kè）度線，就可以讀出什麽時（shí）間了，這種方（fāng）法又稱為“沉箭法”。

　　沉箭（jiàn）漏（lòu）壺的（de）計時精度比淹箭（jiàn）漏壺稍高，但也不夠準確，原因在於水的流速與壺中水位（wèi）高低有關，水位（wèi）高時，水的（de）流速就快，隨（suí）著水（shuǐ）的流出，壺內水位也就逐（zhú）漸（jiàn）下降，水的流速也就慢了下來，因（yīn）此木箭下（xià）降的速度是不均勻的，即沉箭漏壺在（zài）使用過程中其計時精度會越（yuè）來越（yuè）低，為了提高漏壺的計時精度，聰明的古人又（yòu）發現了新的計時（shí）方法——浮箭法。

　　最早的浮箭漏壺是單級的，它是由兩隻漏壺組成，一隻是供水壺，另一（yī）隻是受（shòu）水壺，受水壺中放箭尺，通常稱（chēng）為箭壺。由於（yú）泄水壺的（de）水（shuǐ）不斷地注入箭壺，木箭上的時刻標記就不斷地從壺中顯（xiǎn）露出來，人們就可以知道當時的時刻（kè）了，這就是單級浮箭壺。

　　單級浮（fú）箭漏隻有一隻泄水壺（供水壺），由於人工往供水壺裏加水有一定的時間間隔，加水前後水位有一定的（de）變化，導致流往箭壺的水（shuǐ）流量不穩定，因而計時誤差相對較大。要（yào）解決這一問題，可以把木箭上的時刻標誌做成不均勻的，但這又需要有其他高精度計時儀器的校驗，在漢代，要做（zuò）到這一點，並不容易。另一種方法，是不斷給泄水壺添水，使其水位能大致保持在某（mǒu）一高度，以此減少其排水速度的變化。經過多年實踐，人們在泄水壺（hú）和受水壺之間再加一隻（zhī）補償壺，使補償壺在向受水壺供水的（de）同（tóng）時（shí），又不（bú）斷得到泄水壺流進來的水（shuǐ）的補充，從而使補償壺的水位保持（chí）相對穩定，這就是（shì）二級補償浮箭漏（lòu）壺。

　　東漢著名科學家張衡（公元78~139年）曾經這樣描寫當時二級漏（lòu）壺的使（shǐ）用情況：“以銅為（wéi）器，再疊差（chà）置，實以清水，下各（gè）開孔。以玉虯吐漏水入兩壺，左為（wéi）夜，右為晝”（唐代徐堅《初學記》）這段話表明，這套漏壺用銅製成，有兩個泄水壺，它們分別在底部開口，第一個泄水壺流出來的水流（liú）入第二個泄水壺，第二個泄水壺再（zài）排給受水（shuǐ）壺（hú）。所謂“再疊差置（zhì）”，是指（zhǐ）兩個漏壺，像台階一樣重疊錯開放置。玉虯就是用玉做的排水管，管的出口處雕（diāo）刻成龍首形狀（zhuàng），泄水壺的水通過玉（yù）虯排出。由於晝夜長短不一，可以讓受水壺也（yě）有兩套，分別在白晝和（hé）黑夜使用。由此可知，二級漏（lòu）壺至遲在東漢就（jiù）已經發明了。

　　二級漏（lòu）壺可（kě）以大幅度提高漏（lòu）刻計時精度，於是就出現了有三隻泄水壺連用的漏刻。晉代孫綽的《漏（lòu） 銘》最早記載了三級（jí）漏壺的存在，孫綽寫道：“累筒三（sān）階，積水成淵，器滿則盈，承虛赴下。”所謂（wèi）“累筒三階”，就是指的三隻連用的圓形泄水壺。到了唐代，呂才又將連用的泄水壺（hú）數增加到四個（gè），從而導（dǎo）致（zhì）了四級（jí）漏壺的誕生（shēng）。楊甲（jiǎ）的《六經圖》，也記（jì）載了呂才漏（lòu）壺。

　　古人為了（le）提高計量精（jīng）度，除了（le）增（zēng）加漏壺的級（jí）數外，還有（yǒu）一項重要的改進，那就是分水壺的發（fā）明。第一個使用分水壺的（de）是宋代的燕肅。他在公元1030年（nián）製造的“蓮花漏”中（zhōng）首次使用了減水盎，其下匱有一個（gè）分水孔，當下匱中的水麵超過分水孔時，水就會通過（guò）竹注筒（tǒng）流到減（jiǎn）水盎中去（qù），這（zhè）樣，隻要上匱注入下匱的水量稍大於下匱（kuì）流出的水（shuǐ）量，就可以保（bǎo）持下匱水麵的（de）穩定性。這個減水盎其實（shí）就是後來的分水壺。分水壺（hú）的出現，從（cóng）根本上解決了漏壺的水麵穩定性（xìng）問題。

　　現陳列在故宮博物院交泰殿中（zhōng）的（de）銅壺滴漏，是乾隆十年（1745年（nián））製造的，這是中國保存至今仍然（rán）完好的漏（lòu）壺。漏壺全都用（yòng）精（jīng）銅製造（zào），每個（gè）漏水的小管子都雕（diāo）刻成龍頭形狀（zhuàng），水從龍口（kǒu）流出，最上層的（de）漏壺置於樓閣形建築（zhù）的上層，旁邊有樓梯可以上下（xià），樓閣（gé）建築與宮殿結構相同，做工雕刻極為精細（xì），平水壺麵鐫有乾隆皇帝的禦製銘文。

　　漏刻作為是中國古代主要的計時儀器曆幾千（qiān）年而不衰（shuāi），並（bìng）不（bú）斷得到發展，與中華民族的傳統意（yì）識有著密切關係。在我國古代統治者的意識中，計時是國家機構正常運轉的主要標誌。敬天是中國政（zhèng）治的根本，隻有敬（jìng）天才能夠深知（zhī）天意，傳達天（tiān）意，而掌握了時間就能順天意行事，使自己的政治權力不被（bèi）喪失。正所（suǒ）謂“漏壺之製，原於上古，聖人掌之有司。所以（yǐ）敬天時、重人事，其所關也大矣”。（周琰《重（chóng）鑄漏壺銘序》）。因此，曆代統治者都對計（jì）時儀器十分看重。