古代计量器具

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古代计量器具
1、商代骨尺
中国古籍中有“布手知尺”的记载。

今传世的几支商朝(公元前1600-前1046年)古尺,其长度在16-17厘米之间,约略相当于中等身高者伸开拇指与食指之间的距离。

尺上划分成10等分为“寸”。

有的尺在寸格中更细分为10个等分即“分”。

2、古代计时器--漏刻
漏刻是古代重要的计时工具。

漏,指漏壶;刻,指箭刻,即由漏壶水面的高低,通过箭刻的标度来标示时间。

漏刻的历史不仅古老,而且经历了漫长的发展历程,几乎始于新石器后期一直应用至清代。

至今保存最早的漏刻,是西汉时制造的。

据史籍记载,漏刻的发展大致为,由单壶到多级壶,由沉箭法到浮箭法。

东汉时,张衡改单壶为双壶,改沉箭为浮箭。

为了尽量保持漏壶水量基本不变,水滴受水壶速度均匀,从而提高计时的准确性,后来经过不断改进,漏壶多至三级、四级,以三级漏使用最为广泛。

中国的漏刻,在很长的历史时期内,一直是世界上最精确的计时器。

经考证大约在西汉中期,中国漏刻的计时精确度比14世纪欧洲的机械钟还高。

东汉以后,漏刻的日误差大多在20秒以内。

欧洲直到18世纪机械钟的精确度才开始超过漏刻。

图1:西汉漏壶刻铭文“千章铜漏一,重三十二斤”“和平二年”(公元前27年)“四月造”
图2:元延佑三年(1316)造四级式漏刻,由日壶、月壶、星壶和受水壶组成
3、古代计时器--圭表
圭(guī)表是中国最古老、结构最简单的一种测量日影长度的仪器,由一根直立在平地上的标竿(表)和一把正南北方向平放的尺(圭)两部分相互垂直组成。

根据正午时测量表影的长度可以推定二十四节气,从表影长短的周期性变化,可以确定一年的天数。

古人很早就观察到直立的标杆,影长不断随着太阳的位置不同而变化。

观察日影方位的变化,就可以逆推太阳的空间方位,从而得知相应的时刻。

用杆影测定中午的时刻其精度很高,是古代用来校准漏刻记时的主要方法。

据记载,西汉太初四年(公元前101年)造铜表,表高八尺,圭长一丈三尺。

后世多称八尺高表。

元代郭守敬把表高增加到36尺,圭长也相应增加到128尺。

圭刻有尺度,用以测量影长,故亦称量天尺。

为了克服表高影虚的缺陷,表上还加置了一个根据针孔成像原理制成的影符。

今放置在南京紫金山天文台的铜圭表,经考证为明代仿元郭守敬天文尺制成。

图1:现存南京紫金山天文台铜圭表
4、古代计时器--日晷
中国古代测日影定时刻的仪器。

由刻有时刻的晷(guǐ)盘和一根垂直于盘面的晷针组成。

当日照时,针影落在有刻度的盘面上,就可以从影的长度、方向以及在圆盘不同位置测定真太阳时。

中国日晷早期历史尚不清楚。

19世纪末和20世纪初,先后在内蒙古、洛阳等地发现了几块秦汉时代的石板。

在正方形的平面上刻有大小两个同心圆,在大圆的l/3部分均匀地分布69根辐射状分度线,每份相当于圆周的1/100,与中国古代把一天分成100刻的时刻制度相对应。

因此有人认为它们是地平日晷,也有人认为是赤道日晷。

但是目前对这些石刻板究竟是不是秦汉时的日晷,也还存在不同的看法。

今北京故宫博物院等处保存的一些石质赤道日晷,是清代制造的。

图1:日晷的使用方法,在石板中心圆孔处直插“正表”,外圆立“游表”,观测
表影在辐射状标志线间的位置。

图2:北京故宫博物院内日晷。