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长安如何计算一天的十二时辰?

2019年07月18日 14:15:24来源:今日头条 作者:去疾书院 浏览数:338 责任编辑:本站小编

最近谈《长安十二时辰》中的服饰和器物的文章比较多,但是这几天我又想到了一个非常有意思的话题:既然片名叫《长安十二时辰》,那么唐朝人是如何计算一天中的十二个时辰的呢?

其实在《长安十二时辰》这部剧中,靖安司就有一名专门负责计时的官员。几乎每一集,他都会报一次时,所以,整部剧的节奏实际上就是这位计时员带起来的。比如在最新的23集中,靖安司被龙波带着人给屠了,但幸存下来的他依然十分敬业,继续报时。

今天我就结合这部剧,给大家科普一下唐朝以及中国古代的计时方法。

长安如何计算一天的十二时辰?靠漏刻日晷,古人计时比钟表更精确

《长安十二时辰》中的计时员

长安如何计算一天的十二时辰?靠漏刻日晷,古人计时比钟表更精确

即便是最危险的时刻,他也保持报时

漏刻:从东汉开始,我国的漏刻计时日误差仅仅为20秒

中国古代最为常见的一种计时仪器叫做漏刻:带孔的壶叫漏,带有刻度的浮箭叫刻。所以,“漏”实际上就是用来计时的滴水、滴沙过程,刻就是刻度、标尺,用来看时间的。

在《长安十二时辰》当中,计时员的仪器我做了简单的标注:在右上角有一个莲花状的容器,这里显然是漏沙或者滴水的地方,沙或者水从流进下放的木桶,木桶中的水或沙逐渐上升,这样就会推动木桶上的刻度尺的上升。刻度尺上升时,只要看一下上面的刻度变化,就知道时间是多少了。

长安如何计算一天的十二时辰?靠漏刻日晷,古人计时比钟表更精确

《长安十二时辰》剧照

早在新石器时期,我国就出现了漏刻。1983年,陕西商县新石器遗址中就出土了一只疑似为用来计时的漏壶。

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陕西商县新石器时期漏壶

在政府当中,秦汉以后,朝廷一般就会有三套班子管理漏刻:一套归天文机构管理,一套归皇宫管,还有一套归太子管理。

在唐朝,光是管理漏刻计时的天文机构官员,就高达600多人。

1968年,湖北省满城出土了一个西汉的青铜漏刻。在这只漏刻内部,装置了非常先进的节流装置。这样一来,一只简简单单的漏壶,就能控制住水流的速度和大小,让计时趋于准确:

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湖北满城出土的青铜漏刻

结合古籍的记载,以及出土的文物,我们当代人把漏刻大体上复原成这样子:

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漏刻复原图

在复原照中,最下方的漏壶上有一个竖起来的“杆”,这其实就是刻度尺。随着下放水流的上升,刻度尺也会上升,这样人们就能清楚地看出现在是什么时间。

你可能会说:这么复杂的东西,民间肯定是用不了的吧?

民间也有民间的漏刻。比如晋代僧人惠远就利用虹吸现象发明了“莲花漏”。莲花漏体型小,制作简单,所以在民间比较流行,一般寺庙里面都会有一个这样的计时工具。

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莲花漏复原图

那这种漏刻计时准确吗?

答案是:非常准确。

它实际上运用了许多物理学知识,非常复杂,作为文科生,我查了一些资料,但是看得不太懂,所以在这里就不班门弄斧了。有条件的朋友们可以去查一查。

我们现在根据古人的记载和考古发掘,以及现代技术的测定,发现了漏刻不仅准确,而且准确得可怕。

西方发明机械钟后,还存在一个严重的问题:机械钟不稳定,存在严重误差。误差最为严重的时候,一天就有2个小时,正常的误差也保持在20分钟左右。

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最初的机械钟

但根据现代人的研究,我国西汉中期的漏刻计时的精确度,就已经比欧洲14世纪的机械钟要更高了。到了东汉,我国漏刻的误差一天一般在1分钟左右,皇家用的比较好的漏刻,误差一般在20秒。

这其实已经非常精确了。千万不要小看了这20秒,这20秒的误差,欧洲直到1657年发明摆钟之时,才真正把这点误差给克服了。

当然了,从长远来看,这也并非完全是优点。由于中国的文化和科学都比较早熟,许多东西早在秦汉时期就已经进入了“发达”阶段,只要维持现状就能很好地指导生活。所以,秦汉时期的漏刻技术,一直到清末都在使用。

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西方传教士利玛窦和汤若望给中国带来了不少机械技术,但彼时依然被视为奇技淫巧

为什么用了这么久呢?正如刚才我所说,因为太”发达“了,只是这里的”发达“得打一个引号,它其实就是早熟的意思。

相比之下,欧洲人也有漏刻,但一直苦于漏刻技术的缺陷和计时的不准确,所以一大批科学家开始探索新的计时方法。1715年,英国人格兰汉姆改进了机械摆钟,把时间误差降低到了几秒,这才从真正意义上超越了中国两千多年前的误差。

但此时,从科学的角度来说,显然西方国家已经把因循守旧的中国人甩在身后了。

日晷:比钟表更精确的计时工具

日晷,”晷“读”鬼“,是太阳的影子的意思。

在《长安十二时辰》每一集的开始,都会出现日晷的形象。

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《长安十二时辰》片头中的日晷

从图片中给我们能看出,日晷上写着子丑寅卯辰巳等标志时间的汉子,在这些汉字下又有初和正两个字。日晷的中心部位则是一个立起来的长针。

在日晷左上角我们可以看到长针的影子,形成了一条指针。指针正好落在了”戌正“上。

当指针指在戌正上,说明什么呢?戌正,代表的是晚上八点,戌初则是晚上七点。所以,戌指的是一个时辰,正和初我们就可以简单理解为一个小时,一刻,则是十五分钟。一天二十四个小时,合在一起就是十二个时辰。

日晷在古代运用特别广泛。

比如在故宫里面,就有许多日晷:

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故宫中的日晷

有了它,皇帝和官员们、太监们就能随时知道时间了。

在1932年,河南洛阳也出土过一个日晷。这台日晷后来被传教士怀厦光带回了加拿大,现在收藏于加拿大安大略皇家博物馆。

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河南洛阳出土的日晷

类似的东西中国还出土了不少。

但很多人可能很好奇,日晷为什么就能计时呢?这里面有何奥秘?

其实原理很简单:由于太阳同地球的距离是恒定的,而地球又处于自传的状态,所以,每天相同的时刻,阳光照在同一个地点的某个标杆上,所产生的影子是一样长的,影子的方向也是相同的。

所以,我们只要在日晷上刻上标志时间的刻度,再将它固定在一个稳定的位置,那只要天空出现太阳,只要指针能被照出影子,那根据影子的方向和长短,一天的时间就是可以被标注出来的。

《周髀算经》上就说:

”故冬至日晷丈三尺五寸,夏至日晷尺六寸。冬至日晷长,夏至日晷短。“

所以,回到刚才的那张图,我们就能看出太阳影子的落脚点:

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《长安十二时辰》剧照

落脚点在哪,就代表现在的时间是多少。

当然,你把日晷放在不同的位置,它的倾斜度是不一样的。要想时间准确,就必须计算角度问题。

比如,如果在赤道上放一个日晷,只需要将日晷平摊在地上就行了。

如果在其他位置,就需要保持指针同地平面的夹角,等同于日晷所在位置的纬度。同时,指针必须得指向北极星,与地球自转轴保持平行。这样一来,日晷计算时间就会比较准确。

长安如何计算一天的十二时辰?靠漏刻日晷,古人计时比钟表更精确

《周髀算经》里面讨论了很多数学问题

唐朝的日晷使用也比较频繁。西安市新城广场就出土过一个唐朝的日晷。同其他日晷稍有区别的是,唐朝的日晷似乎内容更加丰富:

在这台日晷背面,一共存在13个小圆孔,小孔两侧写着二十四节气的名称。

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新城广场出土日晷

我们现代人根据出土的文物推测,这台日晷不仅能准确地表示时间,而且在不同的日期,也能起到标注节气的作用。

不得不说,唐朝人在这方面还挺有创意的。

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唐朝日晷背面图

最后再谈一谈误差问题和日晷的缺陷。

我们现代人所制作的机械表,包括大家使用的手表,其实都是有误差的。

但日晷就几乎没有误差。原因很简单:太阳对同一位置同一物体的照射所产生的阴影是恒定的。

不过可惜的是,日晷也有缺陷——假如遇上阴雨天,或者是晚上太阳落山了,那日晷就失去了作用。

长安如何计算一天的十二时辰?靠漏刻日晷,古人计时比钟表更精确

没有阳光的时候就没有阴影

这时候我们只能采用漏刻来计时了。

遗憾的是,因为中国计仪器过于早熟、先进,导致了后来的落后

我刚才其实也谈到了,中国的科学和文化比较早熟。早熟有早熟的好处,比如说,当我们现代人再回味古代文化的时候,立马就会觉得中国的祖先太厉害了,自豪感油然而生。

但太早熟,就导致了一个问题:很多好东西,早在两三千年前就已经比较完善了。那接下来的两千年接着用就是咯,干嘛去改进它呢?因此,科学的种子反而越来越少了。

隋朝的开皇年间,就有一个叫袁充的刺史向皇帝奉上自己新发明的晷影漏刻。显然,他是想讲日晷和漏刻结合在一起使用,但可惜的是,当时政府不仅没有采纳他的新发明,还将他猛批了一顿。

长安如何计算一天的十二时辰?靠漏刻日晷,古人计时比钟表更精确

没找到袁充的画像,但在我心中差不多就长这样吧

直到唐朝建立后,唐朝的天文学家兼国师李淳风还在批评他”变改旧章“。

时至今日,我们才敢说袁充是一名伟大的科学家。但可惜的是现在真正认识他的人又有几个呢?

很少,或者说几乎没有。

【本站总编:秦岩     微信号:shaanture      新闻热线:13384928744】


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