摘要：

　　人類(lèi)最早使用的計(jì)時(shí)儀器是利用太陽(yáng)的射影長(zhǎng)短和方向來(lái)判斷時(shí)間的。前者稱(chēng)為"圭表”用來(lái)測(cè)量日中時(shí)間、定四季和辨方位;后者稱(chēng)為日晷，用來(lái)測(cè)量時(shí)間。二者統(tǒng)稱(chēng)為太陽(yáng)鐘。

　　公元前1300～前1027年，中國(guó)殷商時(shí)期的甲骨文，已有使用圭表的記載?！对?shī)經(jīng)·國(guó)風(fēng)·定之方中》篇有，“定之方中，作于楚宮。揆之以日，作于楚室……”。確切記載使用圭表的時(shí)間為公元前659年。

　　圭表等太陽(yáng)鐘在陰天或夜間就失去效用。為此人們又發(fā)明了漏壺和沙漏、油燈鐘和蠟燭鐘等計(jì)時(shí)儀器。

　　中國(guó)古代應(yīng)用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)利用流體力學(xué)計(jì)時(shí)，有刻漏和后來(lái)出現(xiàn)的沙漏;一類(lèi)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(guó)最古老的計(jì)時(shí)器之一。 日晷、水鐘、沙漏

　　圭表、各種日晷、以滴水多寡來(lái)計(jì)時(shí)的各種水鐘，還有沙鐘、火鐘、蠟燭鐘、輥彈漏刻千章銅漏、延佑滴漏、龍舟香漏、火龍出水、赤道式日晷、赤道經(jīng)緯儀、渾儀等

　　圭表

　　圭表中的“表”是一根垂直立在地面的標(biāo)竿或石柱;“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的一條石板。每當(dāng)太陽(yáng)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(zhǎng)度，就可以推算出冬至、夏至等各節(jié)氣的時(shí)刻。表影最長(zhǎng)的時(shí)候，冬至到了;表影最短的時(shí)候，夏至來(lái)臨了。它是我國(guó)創(chuàng)制最古老、使用最熟悉的一種天文儀器。 日晷 日晷也是通過(guò)觀(guān)測(cè)日影計(jì)時(shí)的儀器，主要是根據(jù)日影的位置以確定當(dāng)時(shí)的時(shí)辰或刻數(shù)。從出土文物來(lái)看，漢以前已使用日晷，在機(jī)械鐘表傳入中國(guó)之前，日晷一直是通常使用的計(jì)時(shí)器。日晷的主要部件是由一根晷針和刻有刻線(xiàn)的晷面組成，隨著太陽(yáng)在天空運(yùn)行，晷針的投影像鐘表的指針一樣在晷面上移動(dòng)，就可以指示時(shí)辰。 漏刻 圭表和漏刻都是用太陽(yáng)的影子計(jì)算時(shí)間的，然而遇到了陰雨天或黑夜便失去作用了，于是一種白天黑夜都能計(jì)時(shí)的水鐘便應(yīng)運(yùn)而生，這就是漏刻。漏，是指漏壺;刻，是指刻箭。箭，則是標(biāo)有時(shí)間刻度的標(biāo)尺。漏刻是以壺盛水，利用水均衡滴漏原理，觀(guān)測(cè)壺中刻箭上顯示的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算時(shí)間。作為計(jì)時(shí)器，漏刻的使用比日晷更為普遍。我國(guó)古代諸多文人騷客留下了許多有關(guān)漏刻的富有詩(shī)情畫(huà)意的章句。如唐代詩(shī)人李賀：“似將海水添宮漏，共滴長(zhǎng)門(mén)一夜長(zhǎng)。”宋代蘇軾：“缺月掛疏桐，漏斷人初靜。”在機(jī)械鐘表傳入中國(guó)之前，漏刻是我國(guó)使用最普遍的一種計(jì)時(shí)器。 刻漏

　　又稱(chēng)漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類(lèi)。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側(cè)面流泄，格叉和關(guān)舌又上升，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降，由漏箭上的刻度指示時(shí)間。后來(lái)創(chuàng)造出受水型，水從漏壺以恒定的流量注入受水壺，浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時(shí)間，提高了計(jì)時(shí)精度。

　　為了獲得恒定的流量，首先應(yīng)使漏壺的水位保持恒定。其次，向受水壺注水的水管截面面積必須固定，水管采用“渴烏”(虹吸)原理，便于調(diào)整和修理。有兩種保持水位恒定或接近恒定的方法，均見(jiàn)于宋代楊甲著《六經(jīng)圖》(刊于1153年)中的“齊國(guó)風(fēng)挈壺氏圖”。圖中“唐制呂才(約公元600～650)定”刻漏是在漏壺上方加幾個(gè)補(bǔ)償壺，“今制燕肅(1030)定”刻漏采用溢流法，深四寸。多余的水由平水壺(下匱)通過(guò)竹注筒流入減水盎。燕肅創(chuàng)制的漏壺叫蓮花漏，北宋時(shí)曾風(fēng)行各地。

　　《全上古三代秦漢三國(guó)六朝文·全后漢文》中在桓譚(卒于公元56年)的文章里說(shuō)刻漏度數(shù)因干、濕、冷、暖而異，在白天和夜間需要分別參照日晷和星宿核對(duì)。當(dāng)時(shí)已認(rèn)識(shí)到水溫和空氣濕度對(duì)刻漏計(jì)時(shí)精度的影響。

　　刻漏的最早記載見(jiàn)于《周禮》。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物，共3件，均為泄水型。其中以1976年內(nèi)蒙古自治區(qū)伊克昭盟杭錦旗出土的青銅漏壺最為完整，并刻有明確紀(jì)年。比較完整的傳世刻漏有兩個(gè)，均為受水型：一個(gè)在北京中國(guó)歷史博物館，是元代延祐三年(1316)造;一個(gè)在北京故宮博物院，是清代制造。

　　沙漏

　　因刻漏冬天水易結(jié)冰，故有改用流沙驅(qū)動(dòng)的。《明史·天文志》載明初詹希元?jiǎng)?chuàng)造了“五輪沙漏”。后來(lái)周述學(xué)加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個(gè)輪子。宋濂(1310～1381)著《宋學(xué)士文集》記載了沙漏結(jié)構(gòu)，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數(shù)，并說(shuō)第五輪的軸梢沒(méi)有齒，而裝有指示時(shí)間的測(cè)景盤(pán)。

　　渾天儀

　　古代文獻(xiàn)中有漢武帝時(shí)(公元前140～前87)洛下閎、鮮于妄人作渾天儀之說(shuō)，但未提到它的結(jié)構(gòu)?！稌x書(shū)·天文志》記載東漢張衡 (公元78～139)制造渾天儀，說(shuō)在密室中用漏水驅(qū)動(dòng)，儀器指示的星辰出沒(méi)時(shí)間與天文觀(guān)察的結(jié)果相符?！缎绿茣?shū)·天文志》對(duì)唐開(kāi)元十三年(725)僧一行和梁令瓚設(shè)計(jì)的渾天儀有較詳細(xì)的記述。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。

　　水運(yùn)儀象臺(tái)

　　為北宋元祐三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。他們于紹圣(1094～1097)初年著《新儀象法要》，載有總圖和部件圖多幅。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(chē)，帶動(dòng)升水上輪和下輪(筒車(chē))，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(guò)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(guò)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)晝夜機(jī)輪、渾象和渾儀。

　　水運(yùn)儀象臺(tái)有一套比較復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。 在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置──擒縱機(jī)構(gòu)，這是計(jì)時(shí)機(jī)械史上一項(xiàng)重大創(chuàng)造，它把樞輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

　　大明燈漏

　　1276年，中國(guó)元代的郭守敬制成大明燈漏。它是利用水力驅(qū)動(dòng)，通過(guò)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)。

　　鐘表維修業(yè)是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)三產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)涵和文化的詮釋。第三產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中比重大小是一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是否合理的重要標(biāo)志!促進(jìn)鐘表維修行業(yè)的發(fā)展，對(duì)于改善第三產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有重大意義。