世界計(jì)量日來啦! 一起回顧中國古代著名的計(jì)時(shí)器
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- 發(fā)布時(shí)間:2015/5/19 15:01:44
- 作者:llx_yinhe
5.20對(duì)大多數(shù)人來說,是用來表達(dá)愛意的一天,或許只有計(jì)量這個(gè)行業(yè)的人才能知道,每年的5.20是世界計(jì)量日!在世界計(jì)量日來臨之際,讓我們一起來回顧中國古代有哪些用來著名的計(jì)時(shí)器。
中國古代計(jì)時(shí)器具的創(chuàng)始時(shí)間不晚于戰(zhàn)國時(shí)代(公元前476~前222)。應(yīng)用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器主要有兩大類,一類利用流體力學(xué)計(jì)時(shí),有刻漏和后來出現(xiàn)的沙漏;一類采用機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)計(jì)時(shí),有渾天儀、水運(yùn)儀象臺(tái)等。此外,還有應(yīng)用天文原理(大都根據(jù)日影方向測(cè)定時(shí)間)計(jì)時(shí)的日晷,它也是中國最古老的計(jì)時(shí)器之一。
一古代計(jì)時(shí)器—圭表
圭表是中國最古老、結(jié)構(gòu)最簡單的一種測(cè)量日影長度的儀器。由一根直立在平地上的標(biāo)竿(表)和一把正南北方向的尺(圭)兩部分相互垂直組成。根據(jù)正午時(shí)測(cè)量表影的長度可以推定二十四節(jié)氣,從表影長短的周期性變化,可以確定一年的天數(shù)。每當(dāng)太陽轉(zhuǎn)到正南方向的時(shí)候,表影就落在圭面上。量出表影的長度,就可以推算出冬至、夏至等各節(jié)氣的時(shí)刻。表影最長的時(shí)候,冬至到了;表影最短的時(shí)候,夏至來臨了。
二古代計(jì)時(shí)器—日晷
日晷通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”,垂直地穿過圓盤中心,起著圭表中立竿的作用,因此,晷針又叫“表”;石制的圓盤叫做“晷面”,安放在石臺(tái)上,呈南高北低,使晷面平行于天赤道面,這樣,晷針的上端正好指向北天極,下端正好指向南天極。晷面兩面都有刻度,分子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時(shí)辰,每個(gè)時(shí)辰又等分為“時(shí)初”、“時(shí)正”,這正是一日24小時(shí)。絕大部分的日晷顯示的都是視太陽時(shí),有些在設(shè)計(jì)上作了變更,可以顯示標(biāo)準(zhǔn)時(shí)或是日光節(jié)約時(shí)間。
三古代計(jì)時(shí)器—漏刻
漏刻是古代最重要的計(jì)時(shí)工具。漏,只漏壺;刻,只箭刻,即由漏壺水面的高低,通過箭刻的標(biāo)度米標(biāo)來標(biāo)示時(shí)間。漏刻的歷史不僅古老,而且經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程,幾乎始于新石器后期一直應(yīng)用至清代。至今保存最早的漏刻,是西漢時(shí)制造的,據(jù)史籍記載,漏刻的發(fā)展大致為,由單壺到多級(jí)壺,由沉箭法到浮箭法,東漢時(shí),張衡改單壺為雙壺,改沉箭為浮箭。為盡量保持漏壺水量基本不變,水滴受水壺速度均勻,從而提高計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性,后來經(jīng)過不斷改進(jìn),漏壺多至三級(jí)、四級(jí)、以三級(jí)漏使用最為廣泛。
中國的漏刻,在很長的歷史時(shí)期內(nèi),一直是世界上最精準(zhǔn)的計(jì)時(shí)器。經(jīng)考證大約在西漢中期,中國漏刻的計(jì)時(shí)精確度比14世紀(jì)歐洲的機(jī)械鐘還高。
四古代計(jì)時(shí)器—沙漏
因刻漏冬天水易結(jié)冰,故有改用流沙驅(qū)動(dòng)的?!睹魇贰ぬ煳闹尽份d明初詹希元?jiǎng)?chuàng)造了“五輪沙漏”。后來周述學(xué)加大了流沙孔,以防堵塞,改用六個(gè)輪子。有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數(shù),并說第五輪的軸梢沒有齒,而裝有指示時(shí)間的測(cè)景盤。
五古代計(jì)時(shí)器—渾天儀
《晉書·天文志》記載東漢張衡 (公元78~139)制造渾天儀,說在密室中用漏水驅(qū)動(dòng),儀器指示的星辰出沒時(shí)間與天文觀察的結(jié)果相符。儀器上分別裝有日、月兩個(gè)輪環(huán),用水輪驅(qū)動(dòng)渾象。渾象每天轉(zhuǎn)一周,日環(huán)轉(zhuǎn)1/365周,儀器還裝有兩個(gè)木偶,分別擊鼓報(bào)刻,是一座上狹下廣的木建筑。
六古代計(jì)時(shí)器—水運(yùn)儀象臺(tái)
為北宋元祐三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。這臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)高三丈五尺余, 寬二丈一尺,是一座上狹下廣的木建筑。臺(tái)的下層有提水裝置,由人力推動(dòng)河車,帶動(dòng)升水上輪和下輪(筒車),將水提到天河(受水槽),注入天池(蓄水池)。臺(tái)中平水壺保持水位恒定,并通過一定截面的水管向樞輪(水輪)上的受水壺流泄恒定流量的水,推動(dòng)樞輪。樞輪通過傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)晝夜機(jī)輪、渾象和渾儀。
七古代計(jì)時(shí)器—大明燈漏
1276年,中國元代的郭守敬制成大明燈漏。它是利用水力驅(qū)動(dòng),通過齒輪系及相當(dāng)復(fù)雜的凸輪機(jī)構(gòu),帶動(dòng)木偶進(jìn)行“一刻鳴鐘、二刻鼓、三鉦、四鐃”的自動(dòng)報(bào)時(shí)。
看完了上述這些中國古代的著名的計(jì)時(shí)器,不覺感嘆人類智慧的偉大。也正因?yàn)檫@些古代智慧一代一代的發(fā)揚(yáng)光大,人類文明才能飛速發(fā)展。