古人是怎么想到要用水来计时？

显示全部楼层 · 2008-3-7 19:54:07

大概是利用水有浮力这个特点吧。

千问 · 2008-3-7 19:54:07

汉代的计时器及相关问题内容提要：中国古人的时间观念和计时方法，主要起源于对太阳的观察。汉代大致使用日钟和水钟两类计时器；[1]前者包括土圭、表和日晷，后者包括沉箭漏、浮箭漏和简易的田漏等。本文对这两类计时器的起源、演进以及二者间的关系进行研究，认为汉代采用以水钟为主的计时体系，但水钟必须依赖日钟来校准。在此认识的基础上，着重探讨了汉代的表与刻漏的形制及使用情况，并追索它们在汉简资料中的踪迹。关键词：汉代时制计时器汉简表刻漏漏壶是一种水钟，也叫刻漏，分沉箭漏与浮箭漏。沉箭漏十分古老，也较为简单。它只有单壶，壶的下部有流管，壶中有一直立的浮在水面的箭杆，上有刻度，此即刻箭，又称箭尺。使用时，壶中水通过流管不断泄到壶外，箭尺便逐渐下沉，以指示时间。[12]由于是单壶，壶中水位在滴泄过程中会逐渐下降，从而导致流速不均，故应不等距地划分箭尺的刻度：越接近下端，刻度越疏；越接近上端，刻度越密，这样才能够表示相等的时间间隔。[13]浮箭漏的出现晚于沉箭漏，而性能优于前者。它由供水的漏壶、受水并放置箭尺的箭壶两部分组成。使用时，漏壶的水通过流管不断泄入箭壶，箭尺便随箭壶水位的升高而逐渐上浮。由于箭尺不放在漏壶中，故可以采取措施来保持漏壶水位的稳定，从而导致流量的稳定。而箭尺的刻度也因此可以均匀划分，[14]并实现无间断的长时段计时。二级补偿式浮箭漏的出现更迟，结构也略复杂。它的漏壶有上下两级，当下级漏壶向箭壶供水时，上级漏壶则为下级漏壶补水，从而提高了漏壶水位的稳定度和计时的准确度。较高级的浮箭漏可以有数个补偿壶（包括漫流壶），多级供水，进一步保证流量的稳定。传说刻漏是由黄帝发明的。《隋书》卷十九《天文上》：“昔黄帝创观漏水，制器取则，以分昼夜。其后因以命官，《周礼》挈壶氏则其职也。其法，总以百刻，分于昼夜。冬至昼漏四十刻，夜漏六十刻。夏至昼漏六十刻，夜漏四十刻。春秋二分，昼夜各五十刻。日未出前二刻半而明，既没后二刻半乃昏。减夜五刻，以益昼漏，谓之昏旦。”据《周礼》记载，“挈壶氏”是掌管刻漏的世袭官职，“掌挈壶以令军井，挈辔以令舍，挈畚以令粮。凡军事，悬壶以序聚??。凡丧，悬壶以代哭者。皆以水火守之，分以日夜。及冬，以火爨鼎水而沸之，而沃之。”[15]凡有军事和丧事，都要使用漏壶，伴以水火，分昼漏、夜漏，全天值守，当时并已注意到漏壶在冬季的防冻保温问题。“挈壶”、“悬壶”，说明这种漏壶是悬吊起来使用的，故其体积不会太大，有可能是一刻或数刻之漏，即每漏完一壶水，则时经一刻或数刻。秦代用刻漏。秦宫中有掌管刻漏的官员“率更”。《汉书》卷十九上《百官公卿表上》：“詹事，秦官，掌皇后、太子家，有丞。属官有太子率更。”颜师古注：“掌知刻漏，故曰率更。”2002年，湖南省龙山县里耶镇出土了3万余枚古代简牍。在已公布的30余枚里耶简牍中，有不少秦代洞庭郡所属迁陵县的官文书。[16]这些文书表明，秦时地方官府是以刻漏计时的。例如，里耶秦简J1（8）133：“八月癸巳，迁陵守丞告司空主：听书从事，起行司空。八月癸巳水下四刻,走贤以来。”J1（16）5：“三月癸丑水下尽。”“七月癸卯水十一刻[刻]下九。”J1（8）156：“四月癸丑水十一刻[刻]下五。”J1（8）154：“二月壬寅水十一刻[刻]下二。”从简文“水下”、“水十一刻[刻]下”等记载看，其所用刻漏大约是沉箭漏，箭尺有十一个刻节。又有简文记载：“夜水下四刻。”[17]则该刻漏计时或有昼夜之分。汉代的刻漏，亦分昼漏与夜漏，共一百刻。《说文解字》水部：“漏，以铜受水，刻节，昼夜百刻。” 卫宏《汉旧仪》：“至立春，昼四十六刻，夜五十四刻。”[18]《周礼注疏》郑司农云：“分以日夜者，异昼夜漏也。漏之箭，昼夜共百刻。冬夏之间有长短焉，太史立成法有四十八箭。”贾公彦疏：“此据汉法而言。”[19]可知汉代的刻漏计时与日晷计时是一致的，都是一日百刻之制。在汉代文献中，有关刻漏的记载颇不少。例如，《汉书》卷九十三《佞幸传》：“（董）贤传漏在殿下。”颜师古曰：“传漏，奏时刻。”《东观汉记·樊梵传》：“为尚书郎，每当直事，常晨驻车待漏。”[20]又《汉书》卷六十三《武五子传》：“夜漏未尽一刻，以火发书。”《汉书》卷二十七下之下《五行志下之下》：（成帝河平元年二月）：“甲申，日出赤如血，亡光，漏上四刻半，乃颇有光。”由“夜漏未尽一刻”，知当时所用时制有“夜漏”，“夜漏”当与“昼漏”分别计时；由“漏上四刻半”，知其所用刻漏是浮箭漏。但应注意，以上记载所反映的都是宫庭和官署中的情况。今天仍可见到几件汉代漏壶的实物。[21]其中，“干章铜漏”出土于内蒙古伊克昭盟的沙丘中，其壶身有铭文：“干章铜漏一，[22]重卅二斤，河平二年四月造。”壶梁上阴刻“中阳铜漏”四字。“干章”、“中阳”，皆西汉西河郡属县。“河平”，西汉成帝年号。该漏壶重8.25公斤，通高47.9厘米，壶内深24.2、径18.7厘米。壶底有流管，其末端孔径0.31厘米。壶盖上有双层梁，壶盖与二梁的中央有上下对应的3个长方孔，可用以安插箭尺。[23]这应是该壶被认定为沉箭漏的主要依据。实验结果表明，“干章铜漏”属实用器，是“一刻之漏”，即每泄完1壶水历时1刻。[24]“巨野铜漏”也是一件实用器。该漏壶出土于山东巨野县一座西汉墓葬，墓主可能是汉武帝子昌邑哀王刘髆。该漏壶高79.3、口底径各47厘米，重74公斤。[25]研究者认为，此漏壶无盖，无箭尺扶梁，平底，尺寸大，应是浮箭漏之供水壶。[26]刻漏可以计量较小的时间单位，也可以在阴天和黑夜工作，弥补了日晷测时不细和依赖日照的短处。但刻漏也有缺点。当漏壶泄水时，水的流速、流量会受水压变化的影响，水质与气温的变化等也是干扰的因素。宋代以后，出现了恒定水位的漫流壶，水压不稳的问题得到解决，但刻漏仍然不易精准。明末徐光启指出：“漏壶，水有新旧滑濇则迟疾异，漏管有时塞时磷则缓急异。正漏之初，必于正午初刻。此刻一误，靡所不误。故壶漏特以济晨昏阴晦仪晷表臬所不及，而非定时之本。”[27]可知刻漏一直要靠日钟在正午（即太阳到达中天时）来校准时间。事实上，古人历来是将日钟与刻漏配合在一起使用的。《后汉书》志第二《律历中》：“孝章皇帝历度审正，图仪晷漏，与天相应。”《隋书》卷十九《天文上》：“至开皇十四年，鄜州司马袁充上晷影刻漏。充以短影平仪，均布十二辰，立表，随日影所指辰刻，以验漏水之节。” 在文献中，晷、漏常常并提。如《晋书》卷十一《天文志上》：“东壁北十星曰天厩，主马之官，若今驿亭也，主传令置驿，逐漏驰骛，谓其行急疾，与晷漏竞驰也。”古人甚至用“晷漏”来指刻漏。《文选》左太冲《魏都赋》：“晷漏肃唱，明宵有程。”张铣注：“晷漏，刻漏也。”[28]北京故宫的交泰殿有一具清代漏壶的实物，造于乾隆九年（1744）。该漏壶形制巨大，为浮箭漏，共有3级供水壶，其中包括1个用以调匀水势的平水壶（漫流壶）。曾有研究者就这具漏壶的使用方法进行过实验。其实验报告称：在使用该漏壶之前，要先对准正午时间，然后打开供水壶泄水；当水泄入受水壶中，箭尺浮起，漏壶便开始计时；漏壶的水在使用几天后就要更新；换水需择晴日，以核对午正。[29]而午正的确定，则又须依赖日晷。以上，对中国古代所使用的两类计时器——日钟与水钟的历史以及二者间的关系等作了简要的探讨和小结。本文将以此为起点，对这两类计时器在汉代的使用情况进行研究，并追索它们在汉简资料中的踪迹。三有研究者指出，汉代边燧地处荒僻，数量成百上千，“不可能每燧皆有漏壶”。[70]以上认识大约是基于这样的考虑：漏壶相当贵重，基层和民间难以拥有；只有大型漏壶或复壶，才能进行长时段的精细计时。这些观点都值得商榷。其实，漏壶也有粗简而价廉的；那些结构简单的小型漏刻，只要使用得当，也可以满足测度长时段的需要，且精确度不低。首先应指出，在文献里，有不少军事活动中使用“漏刻”或“漏”的记载。有意思的是，在使用“漏刻”或“漏”的同时，还伴有 “立表”。在兵书中的例子，如：明告战日，漏刻有时。大将设营而陈，立表辕门，清道而待诸将吏。至者校其先后，先期至者赏，后期至者斩。（《六韬·犬韬》）[71]《六韬》是先秦兵书。“辕门”，军营大门。在营门立表，其目的应是校准“漏刻”，以检查诸将吏是否按时到营。在“辕门”设表，亦见《尉缭子·将令第十九》：“出国门之外，期日中设营。表置辕门期之，如过时，则坐法。”[72]这是又一个用表测定“日中”的例子。在正史中，更有以“立表下漏”之法测定“日中”的明确记载，如：（司马穰苴）与庄贾约曰：“旦日日中会于军门。”穰苴先驰至军，立表下漏待贾。贾素骄贵，以为将己之军而己为监，不甚急；亲戚左右送之，留饮。日中而贾不至。穰苴则仆表决漏。【索隐按：“立表谓立木为表以视日景，下漏谓下漏水以知刻数也。”“仆者，卧其表也。决漏谓决去壸中漏水。以贾失期，过日中故也。”】（《史记》卷六十四《司马穰苴列传》）（孙）权使潘璋邀其径路，觇候者还，白羽已去。范曰：“虽去不免。”问其期，曰：“明日日中。”权立表下漏以待之。及中不至，权问其故，范曰：“时尚未正中也。”顷之，有风动帷，范拊手曰：“羽至矣。”须臾，外称万岁，传言得羽。（《三国志》卷六十三《吴书·吴范传》）前一条出自《司马穰苴列传》，司马穰苴是春秋时齐国大夫。“军门”即“辕门”。“立表下漏”以待“日中”，不仅显示了“表”与“漏”在使用中的联合与相属，也显示了“表”在正午校“漏”的作用。[73]后一条出自《吴范传》，吴范是三国时孙权僚属。此亦“立表下漏”以待“日中”的例子，前后两条极似。军中以“立表下漏”之法计时的制度一直沿用到后世。宋代的有关记载，如：绍兴乙卯，岳武穆公受命讨杨幺……乃谓钦曰：“宣抚与太守监司待于城上，立表下漏，以俟公来，过期即进兵，董统制已列强弩火箭以俟命。”（岳珂《百氏昭忠录》）[74]明代的有关记载，如：梁公之煦育吾曹殆婴儿，然至出军令，立表下漏，军正左右视，士立骈植，毋敢以毫髪忤者。（王世贞《苏松叅将梁公徳政记》）[75]以上数例皆记军中之事，又前引《周礼》所载“挈壶氏”亦军事将领司马的属官，可知在中国古代的军事活动中，用“表”、“漏”计时的制度曾延续两千年以上。这当与军事活动对计时的准确划一要求严格有关。这也是军事系统中使用刻漏，以及表的重要功能之一是校准刻漏的确切的证据。刻漏并不都是贵重之物。农家使用的田漏就是一种粗制刻漏，其历史相当悠久。1981年，云南省大理大展屯二号汉墓出土了一批陶质明器，包括楼、仓、农田模型等。其中，有一件筒形器“仅残存下半部，泥质灰陶，腹壁近底处有一圆孔，孔径2.6厘米，残高11.5、底径13厘米”。[76]该筒形器与粮仓、农田模型等放在一起，研究者认为这可能是“田漏”的模型。[77]宋人留下了一些吟咏“田漏”的诗文：瓦罂贮溪流，滴作耘田漏。不为阴晴惑，用识早暮候。辛勤无侵星，简易在白昼。同功以为准，一决不可又。（梅尧臣《田漏》诗）[78]占星昏晩中，寒暑已不疑。田家更置漏，寸晷亦欲知。汗与水俱滴，身随阴屡移。谁当哀此劳，往往夺其时。（王安石《田漏》诗）[79]可知当时农家除了通过昏晚占星来推算寒暑季节外，还通过“置漏”来测度时间，而这种“耘田漏”是用“瓦罂”制作的。李壁注王安石《田漏》诗曰：《东坡远景楼记》：“四月初吉，榖稚而草壮，耘者毕出，立表下漏，鸣鼓以致众。择其徒为众所畏信者二人，一人掌鼓，一人掌漏，进退作止，惟二人之聴。七月既望，榖艾而草衰，则仆鼓决漏，买羊豕酒醴，以祀田祖。”观此诗，则田之有漏，江西、蜀中皆然。[80]是宋代乡村在农忙期间也用“立表下漏”的方法计时，并以鼓为号。[81]元代王祯在《农书》中记载了田漏的制作与校准方法：田漏，田家测景水器也。凡寒暑昏晓，已验于星；若占候时刻，惟漏可知。古今刻漏有二：曰称漏，曰浮漏。夫称漏以权衡作之，殆不如浮漏之简要。今田漏概取其制，置箭壶内，刻以为节，既壶水下注，则水起箭浮，时刻渐露。自巳初下漏而测景焉，至申初为三辰，得二十五刻；倍为六辰，得五十刻。画之于箭，视其下，尚可增十余刻也。乃于卯、酉之时，上水以试之，今日午至来日午，而漏与景合，且数日皆然，则箭可用矣。如或有差，当随所差而损益之，改画辰刻，又试如初，必待其合也。农家置此，以揆时计工，不可缺者。[82]“既壶水下注，则水起箭浮”，说明该田漏属浮箭漏。其箭尺是这样刻画的：在正午之前“巳初下漏”，同时“测景”，即测日影；3辰得25刻，倍为50刻，刻画在浮箭上，50刻之下再增画10余刻；然后在日出、日入（卯、酉之时）两次上水试验（测昼漏与夜漏），“今日午至来日午，而漏与景（影）合，且数日皆然，则箭可用矣”。则其制作与校准亦依赖正午时对日影的观测。在《农书》的“田漏”图中，“田漏”放置在田边，由一供水的木制大桶、一受水的大瓮两容器组成；桶的安放位置比瓮高，注满水，其下部有流管（或泄孔），桶中水由此漏出，经瓮口流入大瓮；瓮口有一根条状物竖直露出，应即浮箭。箭尺依据在一定时间内的实测来刻画，制作并不繁难。不过，《农书》“田漏”图中的田漏体量相当大（供水桶的高度超过成年男子，受水瓮亦齐肩高，二器的直径似皆在半米以上），不一定适合军用。其浮箭又没有细密的刻度，不能计量小于“刻”的时间单位（从图上看，其计时单位似乎只是“时辰”），这一点也与汉简资料中的有关记载不合。那么，汉代边燧有否可能使用一种与田漏简易程度相似，但计时较为精细且又轻便的的小型刻漏？刻漏在汉代有一个演进的过程。据研究，在汉武帝以前，人们所使用的刻漏是沉箭漏；约在汉武帝时，发明了浮箭漏；至迟在东汉初，发明了二级补偿式浮箭漏。[83] 前者为单壶，后两者为复壶。不过，在相当长的时期内，不同类型的漏刻是并存的。例如，尽管沉箭漏的发明早于浮箭漏，但沉箭漏“干章铜漏”的年代却晚于浮箭漏“巨野铜漏”。从“干章铜漏”壶身的铭文“河平二年”（前27）来判断，该漏壶制作于汉成帝时，属西汉晚期之物。而“巨野铜漏”所出墓葬的墓主可能是汉武帝子昌邑哀王刘髆。《汉书》卷六十三《武五子传》：“昌邑哀王髆，天汉四年立，十一年薨。” 天汉四年即前97年，刘髆在位11年，当死于汉武帝后元二年，即前87年。据此，“巨野铜漏”的制作时间约在西汉中期，而“干章铜漏”至少要比它晚60年。不同类型漏刻的并存，说明计时器的更改是不大可能在短期内普遍实现的。不同类型的漏刻并存的另一原因，是它们各有其用。其实，像“干章铜漏”这样的单壶刻漏也自有其解决问题的办法。使用此类小型刻漏“一刻之漏”或数刻之漏的时候，当壶内的水位降低到一定程度，只要再次补水至满（或以另一注满水的漏壶替之），重复地接续计时，就可以满足测度长时段（如“昼漏”、“夜漏”）的需要。据对“干章铜漏”的实验研究，“一刻之漏”的日误差不过1刻左右，甚至更小。[84]从目前所见资料看，沉箭漏的容水量大概都不大，多属“一刻之漏”或数刻之漏，形制大致与“干章铜漏”相仿，壶中箭尺无法连续测度稍长的时段，更遑论百刻。但是，只要恰当地划分刻度，其箭尺却可以计量小于“刻”的时间单位。通常说来，单壶刻漏的整支箭尺所测度的时间是1刻（或数刻），而复壶刻漏由于实现了连续无间断计时，其整支箭尺所测度的时间要长于前者。故单壶刻漏往往更便于计量较小的时间单位。而且，在长时段的计时过程中，由于单壶刻漏是接续工作的，需要频繁补水或更换漏壶，故易于防止流管的淤塞，对水质、气温和环境等均要求不高。而复壶刻漏的情况则不同。由于复壶刻漏的准确度取决于流量的稳定性，故其供水壶必须有较大的内径，[85]这就导致复壶刻漏的整体尺寸较大，从而又导致其重量较大。例如，“巨野铜漏”就重达74公斤，而这仅是一具单级浮箭漏的供水壶（漏壶）的重量，其箭壶、箭尺及容水的重量尚未计入。此外，复壶刻漏对水质、气温和环境亦有较高要求，如需要使用井水，需要控制温度，需要置于密闭的建筑内，等等。对其守护稍有不周，就会影响水的流量。[86]两相对比，单壶刻漏的体量与重量较小，搬动和携带较便，使用条件也不很严格，似乎更适合军中配备。当然，小型漏壶有其明显的缺陷，即补水的时间间隔短，需要人来值守。不过，对于处在警戒状态的军事防御组织来说，值守一般不成问题，故弥补此缺陷并不困难。在西北边地汉简中，有依据刻漏纪时的零星记载。较为明确的，是以下两条：[简5]□□平明里大女子上书一封。居延丞印。上公车司马。建平五年二月辛未，夜漏上水十刻起。（《居延汉简释文合校》506.5）[87][简6]东第一封橐一，驿马行。西界封书张史印。十二月廿七日甲子，昼漏上水十五刻起，徒商名。永初元年十二月廿七日，夜参下哺分尽时，县泉驿徒吾就付万年驿。（《敦煌悬泉汉简释粹》ⅥF13C②：10）[88][简5]中的文书，有“居延丞印”，当“起”自居延县府；[简6]中的文书，有“西界封书张史印”，以驿马传送，当“起”自“西界”之官署；可知二简所记录的时间皆系依据官署内的刻漏，其计时单位为“刻”。“夜漏上水”、“昼漏上水”，说明所用的刻漏为浮箭漏。[89][简5]出自居延，[简6]出自敦煌，是两边郡所用时制相同。按此，该地区内的各边燧亦当使用与此相同或相似的时制，拥有相应的水钟。然而，在那些记录和反映边燧活动的汉简中，却使用了与[简5]、[简6]不同的纪时方式，如：[简7]鸡后鸣九分。（《居延新简》EPT51：6）[90][简8]人定桼分半分。（《居延新简》EPT27：51）[91][简9]诣居延都尉府。五月壬戌下哺，临木卒护受卅井城北??卒则。癸亥蚤食五分，当曲卒汤付□□卒□。执胡□□收降卒□□。定行九时五分，中程。（《居延汉简释文合校》229.4）[92][简10]南书一封，居延都尉章，诣张掖大守府。十一月甲子夜大半，当曲卒昌受收降卒辅。辛丑蚤食一分，临木卒□付卅井卒弘。界中廿八里，定行□程二时二分。（《居延汉简释文合校》317.27）[93][简11]月十二日庚辰夜大晨一分尽时，万岁扬威隧长许玄受宜禾临介徒张均。（《敦煌汉简释文》2189）[94][简1]、[简2]、[简3]都在其所记录的众多的物品中包括了两种水器：[简1]：“汲器二，储水罂二。”[简2]：“储水婴二，汲落二。”[简3]：“诸水婴少二□，汲桐少一。”简文中的“汲器”、“汲落”、“汲桐”，应为同一种水器。“汲”，取水。“汲器”，取水之器。“汲落”的功用当同“汲器”。“桐”读为“桶”，“汲桐”即“汲桶”，也是取水之器。而“储水罂”、“储水婴”、“诸水婴”则同为另一种水器。“婴”读为“罂”，“诸”读为“储”。罂是大腹小口的陶器。《说文解字》缶部：“罂，缶也，从缶賏声。”罂为大缶，可用来储水。应指出，在[简1]、[简2]、[简3]中，取水之器和储水罂都是并列出现的。除记录缺损器物的[简3]，在[简1]和[简2]中，“汲器”或“汲落”不仅与“储水罂（婴）”列在一起，而且数量相同，都是两件。这表明它们可能是配伍使用的。当然，汉简“守御器簿”中所记载的“汲落”与“储水罂”等可能只是单纯用于取水、储水的器具。但值得注意的是，[简2]所记录的取水器的名称是“汲落”。[98]“落”字有“漏”的含义。《慧琳音义》卷六十六“漏泄”条注引《考声》云：“漏，落也。”《希麟音义》卷三“渗漏”条注引《字书》亦云：“漏，落也。”[99] 故“汲落”颇像是水钟所用水器的名称，而“汲落”和“储水罂”的配伍关系也恰与漏壶和储水器的关系相似。在通常情况下，无论是沉箭漏还是浮箭漏，当工作时，漏壶先要汲水，把壶装满，然后再不断地将水漏落到另一个储水的容器中。因此，对于“守御器簿”所记载的成对的水器“汲落”与“储水罂”，或许可以猜想：它们既有可能是取水和储水之器，也有可能是水钟。或二者兼之。据上文所引《农书》等文献记载，像田漏之类简易的刻漏，实际上对所用水器的要求并不严格，木桶和瓦罂、陶瓮等都可以做供水、储水之壶。其计时的准确与否，是由箭尺的制作和校验来决定的。而箭尺的前身大约是军中使用的箭杆，或竹或木，质轻而价微。加之箭尺只是刻漏的一个部件，不能独自成器，此或即“守御器簿”等对其忽略不载的原因。在考古调查中，居延遗址的一些地点，如肩水金关的F9，甲渠候官的F1、F16、F20、F23等房屋遗址内，曾发现了一种“灰陶瓮”。[100]它们“敛口、卷唇、大腹，可容水30公斤左右”，“被半埋在地面以下，有的位于房屋一角，有的临近灶台”。[101]这些陶瓮的容量不算很小，但未知其高度、内径等详情。它们被半埋到地面以下，其用意应是为了避免碎裂，也使之更加安稳。若将这些陶瓮用为水钟的受水壶（或储水器），则可与地面以上位置较高的漏壶形成落差。但它们是否即[简1]、 [简2] 、[简3]所记载的“储水罂”，以及它们是否被用作水钟，尚待研究。

千问 · 2008-3-7 19:54:07

像沙漏一样吧？