古代计时仪器漏和刻是怎样发明和使用的?
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发布时间：2022-04-24 13:40
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时间：2022-07-11 23:50
漏和刻是我国古代一种计量时间的仪器，是古人发明的诸多计时工具中最有代表性仪器，充分体现了我国古代人民的智慧。
漏是指带孔的壶，刻是指附有刻度的浮箭。有泄水型和受水型两种。早期多为泄水型漏刻，水从漏壶孔流出，漏壶中的浮箭随水面下降，浮箭上的刻度指示时间。
受水型漏刻的浮箭在受水壶中，随水面上升指示时间，为了得到均匀水流可置多级受水壶。
漏是漏水的壶，借助水的漏出以计量时间的流逝，是守时仪器。刻是带有刻度的标尺，与漏壶配合使用，随壶水的漏出不断反映不同的时刻，属于报时仪器。从文献史料和逻辑推理来看，漏的出现当早于刻。
漏壶的起源应是相当早的。原始氏族公社时期就能制造精美的陶器，总会出现破损漏水的情况，而漏水的多少与所经时间有关，这就是用漏壶来计时的实践基础。人们从漏水的壶发展到专门制造有孔的漏壶，这一仪器就诞生了。
据史书载，漏刻之作开始于轩辕之时，在夏商时期有了发展。轩辕黄帝是传说中的人物，漏壶为他所创不尽可信，但说在夏商时代有了很大发展还可考虑。
殷商时期已知立杆测影，判方向、知时刻，因而漏和刻的发明不会晚于商代。在先秦典籍中，见到有关漏的记述，在汉代以后文献中已经见有刻和漏刻的描写。
最原始的漏壶没有节制水流的措施，只是让其自漏，从满壶漏至空，再加满水接着漏。显然满壶和浅壶漏水的速度不同，但一壶水从满漏至空都是大体等时的。
如内蒙古自治区杭锦旗1976年出土的西汉漏壶每次漏空大约10分钟，因而计量时间可用漏了多少壶来表示。
为了不间断地添水行漏，计数漏了多少壶，需要有人日夜守候，这也许就是《周礼·夏官司马》中提到“挈壶氏”的原因。书中说夏官司马所属有挈壶氏，设下士6人及史两人，徒12人。
有军事行动时，掌悬挂两壶、辔、畚物。两壶，一为水壶，悬水壶以示水井位置；一为滴水计时的漏，命名击柝之人能按时更换。
如此众多的人员守候一个漏壶显然是很大的负担，人们必然会产生节制漏水速度的要求，或在壶内壁出水口处垫以云母片，或在漏水孔中塞以丝织物等，使漏水缓慢而又不断，这样每一壶水漏出的时间长了，就减轻了不断添水的负担。
由于不能以漏多少壶来计时，而要随时注意漏壶里的水漏掉多少，这就是刻产生的基础。最初可能是在壶内壁上刻画。后来为了便于读数，就放一支箭在壶里，在箭杆上划刻度，看水退到什么刻度就知道时间了。
由于漏水速度的减慢，改用刻来作为计量时间的单位，壶水的满浅影响漏水速率的问题就显得突出起来。
可以说，我国漏刻技术几千年的发展史就是克服漏水不均匀、提高计时精度的奋斗过程。其间也有箭舟的创造，沉箭式和浮箭式的使用，以及称漏的发明等巧妙的设计。
箭舟是浮在漏壶里的小舟，载刻箭以浮；沉箭式是指随着水的漏出，壶里水面下降，箭舟载刻箭下沉而读数；浮箭式是指另用一不漏水的箭壶积存漏出的水，水越积越多，水面升高，箭舟载刻箭浮起而读数；称漏是称漏出之水的重量来计时。
它们都属于报时和显示时间的装置，其报时的准确程度均受到漏水是否均匀的影响。
为了克服壶里水位的满浅影响漏水的速率这一问题，最初想到的当然是不断添水以保持壶里水位的基本稳定，这样沉箭式就不能使用，必然出现浮箭式。
不断添水这一工作又是件麻烦的事，因而就出现了多级漏壶，用上一级漏壶漏出的水来补充下一级漏壶的水位，使其保持基本稳定。显然，这样的补偿壶越多，最下面一个漏壶的水位就越是稳定。
东汉时期张衡做的漏水转浑天仪里用的是二级漏壶，晋代的记载中有*漏壶，唐代的制度是四级漏壶。从理论上来说还可以再加，但实际上是不可能无*地增加补偿漏壶的数量的，因此保持水位稳定这一问题并未彻底解决。
宋代科学家燕肃迈出了关键性的一步，他抛弃了增加补偿漏壶这一老路，采用漫流式的平水壶解决了历史上长久未克服的水位稳定问题。这一发明在他制造的莲花漏中第一次使用。
莲花漏只用两个壶，叫“上匮”和“下匮”，其下匮开有两孔，一在上，一在下，下孔漏水入箭壶，以示浮箭读数，而从上孔漏出的水经竹注筒入减水盎。
只要从上匮来的水略多于下匮漏入箭壶的水，下匮的水位就会不断升高，当要高于孔时，多余的水必然经上孔流出，使下匮的水位永远稳定在上孔的位置上，这就起了平定水位的作用，使下匮漏出的水保持稳定。
莲花漏的发明和使用，是漏壶发展史上的重大成就。自宋代以后，莲花漏广泛应用于漏壶中，甚至发展成二级平水壶，使稳定性更加提高。
在解决水位稳定的漫长岁月中，对其他影响漏水精度的问题也做出了许多改进。
其中有保持水温、克服温度变化影响水流的顺涩；采用玉做漏水管，克服铜管久用锈蚀的问题；渴鸟即虹吸管的使用，克服了漏孔制造的困难；用洁净泉水，克服水质影响流速；采用控制漏水装置“权”，调节流水速度等。这些无疑也是我国漏壶发展史上的成就。
由于历代科学家的不懈努力，漏壶技术得到了很大发展。对于漏壶精度，我国古代很早就知道用测日影和观测恒星的方法同漏刻作比对，以校准漏刻。
