漏壺
正文
古代利用滴水多寡來計量時間的一種儀器。漏壺按計時方法大體上可分為兩種:一種是觀測容器內的水漏泄減少情況來計量時間,叫作泄水型漏壺;另一種是觀測容器(底部無孔)內流入水增加情況來計量時間,叫作受水型漏壺。在一些文明古國,如中國、埃及、巴比倫等,都使用過漏壺。巴比倫一般使用泄水型漏壺;埃及人兩種類型都用,不過受水型漏壺使用較晚,也較罕見。中國的漏壺也稱刻漏。最早的漏壺是在漏壺中插入一根標竿,稱為箭。箭下用一隻箭舟托著,浮在水面上。水流出或流入壺中時,箭下沉或上升,藉以指示時刻。前者為泄水型漏壺,叫作沉箭漏;後者為受水型漏壺,叫作浮箭漏。這兩種類型統稱箭漏。另一種是以滴水的重量來計量時間,叫作稱漏。此外,還有一種以沙代水的沙漏。中國歷史上用得最多、流傳最廣的是箭漏。
漏壺的發明時代目前尚無定論。《周禮·夏官》有“挈壺氏”,“掌挈壺以令軍井”,“凡軍事縣(懸)壺以序聚柝”,“皆以水火守之”。“水守”是在壺旁備水,需要時往壺裡添加;“火守”有兩方面的意義,即夜間用火照明以觀察箭上的刻度,在冬天又要以火溫水,防止凍結。由這條記載可知,在周朝已經有了漏壺。《史記》上曾記載司馬穰苴在軍中“立表下漏”以待莊賈,日中而賈違令不至,即被處死刑的事件。由此可見,春秋時期漏壺的使用已很普遍了。
早期的漏壺,現已無存。西漢的漏壺現已發現三隻,是分別在河北滿城、內蒙古伊克昭盟和陝西興平發現的。這三隻漏壺屬於同一類型,都是銅製單只泄水型壺,大小稍有不同。壺的形狀是圓筒,下有三足,在接近底部的側面有小孔,安裝滴水管,壺上有提梁,梁中央有長方形的孔,用以扶箭直立。
單只泄水型或受水型漏壺結構簡單,使用方便。但是水流速度與壺中水的多少有關,單只漏壺隨著壺中水的減少,流水速度也在變慢。這樣,就直接影響到計時的穩定性和精確度。後來人們想到在漏水壺上另加一隻漏水壺,用上面流出的水來補充下面壺的水量,就可以提高下面壺流水的穩定性。但這種辦法只適用於受水型漏壺,因此泄水型漏壺很快便被淘汰了。發明增加補給壺的辦法之後,人們自然會想到,可以在補給壺之上再加補給壺,形成多級漏壺。補給壺的使用大概始於西漢末東漢初。東漢張衡已使用二級漏壺,即一隻漏壺和一隻補給壺(不計最下面的受水壺,下同),晉代出現了三隻一套的出水壺,唐初呂才設計了四隻一套的漏壺。北宋燕肅又發明了另一種方法。他在中間一級壺的上方開一孔,使上面來的過量水自動從這個分水孔溢出,讓水位保持恆定。燕肅創製的漏壺叫蓮花漏,北宋時曾風行各地。
元延祐三年(公元1316年)的一套漏壺,現保存在北京中國歷史博物館,是三級漏壺。北京故宮博物院中有與此類似的一套清代制的大型漏壺。 據記載,稱漏的最早製造者是公元五世紀的北魏道士李蘭。稱漏盛行於唐、宋。它的構造是一桿吊著的秤,受水壺掛在秤鉤上,以受水壺裡受水的重量計量時間。按李蘭的規定,流水一升,重增一斤,時經一刻。也可以把秤桿上的重量刻度改成時刻刻度,從而直接讀出時刻數。
沙漏的最早記載見於元代,造沙漏的目的是為了避免水因氣溫變化而影響計時精度。其原理是通過流沙推動齒輪組,使指針在時刻盤上指示時刻。明初詹希元創製五輪沙漏,後來周述學改進為六輪沙漏。但是流沙容易阻塞,使用並不普遍。