古代是什么样子的?

中国早在古代就在水平地面上垂直竖立起标准高度为八尺的杆子,观测一天中从早到晚杆子投影的变化,可以用来测量白天的时间。东汉许慎《说文解字》曰:“嘿,日头也美。”这里的“太阳景象”就是“日影”。

在文学中,时间的流逝和不可逆是古今中外反复提及的内容。时光飞逝,日月如梭。这个成语既反映了古人对时间最直接的认识:昼夜相交,光阴相交,也反映了古人对时间不可逆性的认识和对时间的感受。

《元史·田》载:“山水符号之制,以铜叶,博二寸,博二寸加长。若针为芥子,润侧为钩环,一端设为机轴,可使其开合,止一端,使其倾斜,北高南低,在虚梁中来回移动。这就像徐觅,你可以看到它的光芒。"

在中国古代,标准表是根据日影长短的变化来确定季节、划分四季和计算历法的工具。圭表由“圭”和“表”组成,是垂直立于地面的杆或柱;Gui是垂直于地面上的垂直杆或柱的水平标尺,指向正北。正午时分,“表”的日影落在“圭”的尺度上。根据日影的长短,可以测算节气,推算历法。例如,一年的长度可以通过测量中午(12点)影子长度最长时的时间间隔(两个冬季至日点之间的时间间隔)来确定。通过测量正午阴影的长度来确定冬季至日和夏季至日,然后计算回归年的长度。

中国元代郭守敬制造的高表是为了促进标准表的发展而设计的。

以前,使用标准手表有几个困难。首先,阴影边缘不清晰。阴影越靠近边缘颜色越浅,很难判断阴影的终点在哪里。如果阴影的边界不清楚,就不能准确地测量阴影的长度。其次,测量阴影长度的技术并不精确。在古代,尺子的长度一般只有能量到分,可以估算到厘米,也就是十分之一。按照传统方法,测量冬季至日的阴影长度。如果测量有一点误差,计算出来的冬季至日时间就会有一个半小时的误差。中国古代把一天分为12小时,一小时相当于我们今天说的两小时。所以这是天文历法的一大错误。最后,标准只能观测日影,不能观测月影和星影。

面对这些困难,唐宋以来科学家们想了很多办法,但始终没有很好地解决。郭守敬在困难面前没有退缩。他从分析困难的原因入手,然后针对每个原因寻找对策,逐一解决困难。

上一代标准表的“表”只有八尺高,而且影子很短,边缘模糊,所以测量有误,实际误差很大。郭守敬设计的轨距,称为“高轨距”,是把轨距杆抬高到40英尺,增加到5倍,所以观测时的地表阴影也拉长到5倍。与阴影长度相比,边缘不清晰带来的误差会降低阴影长度所占的比重,测得的数据会准确很多。按照这个例子,计算节气的误差会明显减小。此外,在高桌顶部竖起一根横梁,也有助于识别阴影的边缘。

高桌并不能完全解决桌影边缘清晰的问题。郭守敬于是创造了一种辅助仪器,叫做“京服”,以提高测量效果。场景符号,也就是影子符号。它是一片四英寸长、两英寸宽的铜片,中间有一个像针孔一样的小孔。铜片的一端用铰链连接在两寸见方的边框边缘;另一端由一根小棍支撑,可以像盒盖一样自由开合,调节其倾斜度。将景观符号放置在GUI面上,对着太阳,阳光会穿过小孔,打在GUI面上,形成一个非常微小的太阳图像,非常明亮。测量正午日影时,先将景观符号放在Gui面上影端旁边,使其与太阳光垂直,然后来回移动景观符号,使太阳、高桌顶部的光束和符号上的小孔正好在一条直线上。于是,暴露在圭面上的太阳像亮如米粒,中间有一束细如发丝的影子。立即记下它的位置,就可以测出日影的长度。这是一种针孔成像方法,使高规光束投下的虚影在阳光下变成准确的实像,测得的面影长度比以前的标准规精确得多。

沙漏是一种计时仪器,也叫沙钟、沙罐。沙漏通常由两个相连的流沙池组成,内部根据计算的时间用一定的流沙封住。在日语中,称之为砂时计是相当恰当的。

在中国古代,人们发现瓷器中的水有规律地从裂缝中渗漏出来。因此开发了漏雕。将水(或水银)注入一个有小洞的漏壶后,水滴入另一个容器——箭壶。在箭壶盖上开一个小洞,插入一支箭杆,在箭杆上刻上时间,然后用一根浮木托起,就可以知道大概的时间。

比较聪明的人都知道,锅里的水越多,流速越快,水越少,流速越慢。知道会影响计时的准确性,我就在锅里加了一个漏锅,水先流,这样时间就算准了。

据梁朝《失刻经》记载,“失刻作于轩辕之日,宣为夏商之代”。这说明早在公元前三四千年,宗法公社时期,华夏大地就出现了漏雨现象。

五轮沙漏在1360年由詹西元研制成功。明安又琪《博物志补》:“五轮沙漏:北方之水善冻,壶不漏。新安詹西元以沙代水。人们认为古代是不存在的。”为此,宋濂写了一篇文章《沙漏五轮铭文》。

漏壶是水钟的一种,又叫铜壶滴水、铜水滴水。这是一个古老的计时器,通常由青铜制成。李约瑟推测漏壶可能是从美索不达米亚传入中国的,可能早在公元前二世纪的周朝,但不会晚于公元前一世纪。在刘胜的坟墓里发现的。铜壶多为圆柱形,底部附近有漏口,壶盖上有一个小洞,上面有刻有度数的木箭头或尺子。当水壶水从漏水的壶嘴流出时,木箭头会下降,从而指示当时的时间。

自西汉以后,破釜酒逐渐被破釜酒所取代,破釜酒的特点是壶面上漂浮着一个破箭头,随着水面的上升指示时间。

到了元代,铜锅滴水演变成了阶梯式漏锅。元代广州冶金工人冼云铸造的壶分为四层,由四个壶组成,分别是日壶、夜壶、平壶和受壶。从上到下逐渐收缩。底部接收釜内竖立一把12小时的铜尺。水自上而下从最高的日用罐滴到底部的接水罐。锅里的浮箭逐渐上升,指示时间,每天误差都不大。

除了水钟、机械钟和蜡烛钟之外,熏香钟也在远东使用。大约在6世纪,中国首次使用了熏香钟。在日本的正仓,至今还保存着一口香钟,但上面的文字是梵文而不是中文。由于佛教中经常使用梵语,爱德华·沙菲尔推测香钟是用于佛教仪式中,是印度人发明的。熏香钟类似蜡烛钟,但燃烧均匀,没有火焰,所以在室内使用时比蜡烛钟更准确,也更安全。

第一个使用擒纵机构的水钟是由一群密宗僧侣和数学家以及政府官员梁灵赞在长安建造的。这个擒纵水钟是一种天文仪器。一排的擒纵钟还是水钟,所以会受到温度变化的影响。976年,张思训解决了这个问题。他用水银代替了水,当温度下降到零下39摄氏度(零下38华氏度)时,水银仍然是液体。

元佑元年(1086),苏颂视察太史局浑天仪时,决心将浑天仪、大象、报时器合二为一。苏颂拜访吏部尚书韩公廉,获得张衡、张思训的《法器纲》。元佑三年(1088)动工,元佑七年(1092)“水运仪台”建成。

水运仪图像平台类似天文台,高约12米,宽7米,分为三层。上层是浑天仪(用于天体测量),中层是浑天仪(天体运行演示),下层是陈思(自动计时器)。整个过程由水力驱动,可以准确报时。李约瑟指出,这是欧洲天文钟的直接祖先。余少生初年,苏颂写了一本书《新仪像精要》,详细介绍了水运仪像平台的整体功能、150多个零件和60多幅插图。

靖康(1127)灾时,金兵把原来的水运仪台拿到燕京,放在四天台上。晋二年(1214),因运输不便而废弃,但南宋谢肃保存的手稿因无人懂法而无法抄录。

中国古代烧香闹钟。中国古代民间除了用水来计时,还用烧香来计时。龙舟时间更香,是用烧香计时的器具。它还有定时响铃的功能。龙舟上有几根两端绑着金属球的小弦,弦下放着烧香。每隔一段时间,熏香会烧一根线,当金属球落入下面的容器时,会发出编钟声。这种烧香时计最早见于宋代(65438+2世纪中叶)的文献。用香多算时间不太准确,但是因为简单好用,很适合民间使用,所以以前很流行。根据文献记载,有的比较香,可以烧一个晚上,有的甚至可以烧一个月。这个香味是根据文献和图纸还原的,没有传世原作。

1088年,宋代科学家苏颂、韩公廉等制作了历史上第一个水上仪器舞台,由浑天仪、大象和机械计时器组合而成。它由液压动力驱动,具有科学的擒纵机构。高约12米,7米见方,分为三层:上层装有浑天仪,用于天文观测;中间层可以模拟天体进行同步演示;下层是仪器的心脏,定时、报时、电源的形成和输出都在这一层。

1276年,中国元朝的郭守敬做了一个大漏灯。它是由水力驱动,通过齿轮系和相当复杂的凸轮结构带动木偶自动说出“鸣钟一会,刻鼓两分钟,鸣钹三声,鸣钹四声”的时间。从宋代开始,24小时制从12点开始,一分钟就是今天的15分钟,比德国的台钟早了300多年。

1283年,英国的修道院里出现了第一个靠重量驱动的机械钟。

意大利北部的僧侣在公元13世纪开始建造钟楼(或钟楼),目的是提醒人们祈祷的时间。

1360年,詹西元创造了“五轮沙漏”,由齿轮和时间盘组成。。

灯钟:用油灯计时,看燃烧后剩余油量来指示时间。传统上,在中国,禾本科灯心草科植物灯心草的干燥茎髓被用作麻花。

仲翔:这比油灯更方便。便宜,方便,实用,在古代相当流行。用模具制作的线圈香,粗细均匀,燃烧速度平均,看线圈香上的刻度也可以知道时间。它还可以充当闹钟。当盘香燃烧到一定点时,挂在盘香上的重物落下,撞到硬物,发出声音。