中国古代的计时法
1、 十二时辰制。
H西周时就已使用。汉代命名为夜半、鸡鸣、平旦、日出、食时、隅中、日中、日昳、晡时、日入、黄昏、人定。又用十二地支来表示,以夜半二十三点至一点为子时,一至三点为丑时,三至五点为寅时,依次递推。
2、 二十四时辰制。
H宋以后把二十时辰中每个时辰平分为初、正两部分,这样,子初、子正、丑初、丑正......依次下去,恰为二十四时辰,同现在一天二十四小时时间一致。
H 3、十时辰制。
H T出现于先秦。昼夜各五分。据《隋书.天文志》,昼为朝、禺、中、晡、夕,夜为甲、乙、丙、丁、戊(后用五更来表示)。
H 4、五时辰制。
H其名称为晨明、朏明、旦明、蚤(早)食、宴(晚)食、隅中、正中、少还、铺时、大还、高舂、下舂、县(悬)东、黄昏、定昏。参阅《淮南子.天文训》。
H 5、百刻制。
即把昼夜分成均衡的一百刻。其产生与漏刻的使用有关。可能起源于商代。汉时曾把它改造为百二十刻,南朝梁改为九十六刻、一百零八刻,几经反复,直至明末欧洲天文学知识传入才又提出九十六刻制的改革,清初定为正式的制度。
H T6、古代不一定具备严格的时间意义,而又常见常用的有关名称亦颇不少。
H一般地说,日出时可称旦、早、朝、晨,日入时称夕、暮、晚。太阳正中时叫日中、正午、亭午,将近日中时叫隅中,偏西时叫昃、日昳。日入后是黄昏,黄昏后是人定,人定后是夜半(或叫夜分),夜半后是鸡鸣,鸡鸣后是昧旦、平明——这是天已亮的时间。古人一天两餐,上餐在日出后隅中前,这段时间就叫食时或早食;晚餐在日昃后日入前,这段时间叫晡时。
【子时】夜半,又名子夜、中夜:十二时辰的第一个时辰。(北京时间23时至01时)。
【丑时】鸡鸣,又名荒鸡:十二时辰的第二个时辰。(北京时间01时至03时)。
【寅时】平旦,又称黎明、早晨、日旦等:时是夜与日的交替之际。(北京时间03时至05时)。
【卯时】日出,又名日始、破晓、旭日等:指太阳刚刚露脸,冉冉初升的那段时间。(北京时间05时至07时)。
【辰时】食时,又名早食等:古人“朝食”之时也就是吃早饭时间,(北京时间07时至09时)。
【巳时】隅中,又名日禺等:临近中午的时候称为隅中。(北京时间09 时至11时)。
【午时】日中,又名日正、中午等:(北京时间11时至13时)。
【未时】日昳,又名日跌、日央等:太阳偏西为日跌。(北京时间13时至15时)。
【申时】哺时,又名日铺、夕食等:(北京时间15食至17时)。
【酉时】日入,又名日落、日沉、傍晚:意
为太阳落山的时候。(北京时间17是至19时)。
【戌时】黄昏,又名日夕、日暮、日晚等:此时太阳已经落山,天将黑未黑。天地昏黄,万物朦胧,故称黄昏。(北京时间19时至21时)。
【亥时】人定,又名定昏等:此时夜色已深,人们也已经停止活动,安歇睡眠了。人定也就是人静。(北京时间21时至23时)。
时辰———十二地支纪一昼24小时为十二时辰:
前半夜11时至1时为“子时”,午夜1时至3时为“丑时”,后半夜3时至5时为“寅时”,早上5时至7时为“卯时”,上午7时至9时为“辰时”,9时至11时为“巳时”,11时至下午1时为“午时”,中午1时至3时为“未时”,晚上7时至9时为“戌时”,9时至11时为“亥时”。每个时辰各占两个钟头。可见“从巳时直杀到未时”相当于现在的“从上午9时直杀到下午3时”。
H更点———古代把晚上戌时作为一更,亥时作为二更,子时作为三,丑时为四,寅时为五更。
把一夜分为五更,按更击鼓报时,又把每更分为五点。每更就是一个时辰,相当于现在的两个小时,即120分钟,所以每更里的每点只占24分钟。由此可见“四更造饭,五更开船”相当于现在的“后半夜1时至3时做饭,3时至5时开船”。“五更三点”相当于现在的早晨5时又72分钟,即6时12分,“三更四点”相当于现在的午夜1时又96分钟,即2时36分。
H刻———古代用漏壶计时。
H漏壶分播水壶和受水壶两部。播水壶分二至四层,均有小孔,可滴水,最后流入受水壶,受水壶里有立箭,箭上刻分100刻,箭随蓄水逐渐上升,露出刻数,以显示时间。而一昼夜24小时为100刻,即相当于现在的1440分钟。可见每刻相当于现在的14.4分钟。所以“午时三刻”相当于现在的中午1时43.2分
古人将夜里的时间还分为更和点
一夜等分为五更,一更也等于现在的二个小时,从晚上七时开始起更,一更指七时至九时,二更指九时至十一时,三更指十一时至次日凌晨一时,四更指一时至三时,五更指三时至五时。
古人把一昼夜分为12个时辰,用12地支表示,每个时辰等于现代的二个小时。古时与现时对照:子时从夜间十一点到次日凌晨一点,丑时从一点到三点,寅时从三点到五点,依此类推,每隔两小时分别为卯时、辰时、巳时、午时、未时、申时、酉时、戊时、亥时。
“更天”前最大的数字是五,是指三时至五时。
表是我国最古老的一种计时器,古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载,可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成,一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱,叫做表;一为正南正北
方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。既然日影可以用长度单位计量,那么光阴之“阴”,及时间的长短,,用“分”、“寸”表达就顺理成章了。
日晷
日晷也是通过观测日影计时的仪器,主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看,汉以前已使用日晷,在机械钟表传入中国之前,日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成,随着太阳在天空运行,晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动,就可以指示时辰。[1]
子;zi (晚上 11 时正至凌晨 1 时正) 鼠 鼠在这时间最活跃。 (一说为0:00~2:00,以此类推)
丑:chou (凌晨 1 时正至凌晨 3 时正) 牛 牛在这时候吃完草,准备耕田。
寅:yin (凌晨 3 时正至早上 5 时正) 虎 老虎在此时最猛。
卯:mao (早上 5 时正至早上 7 时正 )兔 月亮又称玉兔,在这段时间还在天上。
辰: chen (早上 7 时正至上午 9 时正) 龙 相传这是「群龙行雨」的时候
巳:si (上午 9 时正至上午11时正) 蛇 在这时候隐蔽在草丛中
午:wu (上午11时正至下午 1 时正) 马 这时候太阳最猛烈,相传这时阳气达到极限,阴气将会产生,而马是阴类动物。
未:wei ( 下午 1 时正至下午 3 时正 ) 羊 羊在这段时间吃草
申:shen ( 下午 3 时正至下午 5 时正) 猴 猴子喜欢在这时候啼叫
酉:you (下午 5 时正至晚上 7 时正) 鸡 鸡於傍晚开始归巢
戌:xu (晚上 7 时正至晚上 9 时正 ) 狗 狗开始守门口
亥:hai (晚上 9 时正至晚上 11 时正) 猪 夜深时分猪正在熟睡
古人勤奋观察日月星辰的位置及其变化,主要目的是通过观察这类天象,掌握他们的规律性,用来确定四季,编制历法,为生产和生活服务。我国古代历法不仅包括节气的推算、每月的日数的分配、月和闰月的安排等,还包括许多天文学的内容,如日月食发生时刻和可见情况的计算和预报,五大行星位置的推算和预报等。一方面说明我国古代对天文学和天文现象的重视,同时,这类天文现象也是用来验证历法准确性的重要手段之一。测定回归年的长度是历法的基础。我国古代历法特别重视冬至这个节气,准确测定连续两次冬至的时刻,它们之间的时间间隔,就是一个回归年。
中国古代的主要估测天文仪器:
圭表是一种既简单又重要的测天仪器,它由垂直的表(一般高八尺)和水平的圭组成。圭表的主要功能是测定冬至日所在,并进而确定回归年长度,此外,通过观测表影的变化可确定方向和节气。很早以前,人
们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子,这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化,这根立竿或立柱就叫做“表”;用一把尺子测量表影的长度和方向,则可知道时辰。后来,发现正午时的表影总是投向正北方向,就把石板制成的尺子平铺在地面上,与立表垂直,尺子的一头连着表基,另一头则伸向正北方向,这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上,古人就能直接读出表影的长度值。经过长期观测,古人不仅了解到一天中表影在正午最短,而且得出一年内夏至日的正午,烈日高照,表影最短;冬至日的正午,煦阳斜射,表影则最长。于是,古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。譬如,连续两次测得表影的最长值,这两次最长值相隔的天数,就是一年的时间长度,难怪我国古人早就知道一年等于365天多的数值。
在现存的河南登封观星台上,40尺的高台和128尺长的量天尺也是一个巨大的圭表。
日晷又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”,垂直地穿过圆盘中心,起着圭表中立竿的作用,因此,晷针又叫“表”,石制的圆盘叫做“晷面”,安放在石台上,呈南高北低,使晷面平行于天赤道面,这样,晷针的上端正好指向北天极,下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格,每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是,移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。由于从春分到秋分期间,太阳总是在天赤道的北侧运行,因此,晷针的影子投向晷面上方;从秋分到春分期间,太阳在天赤道的南侧运行,因此,晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时,首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。
漏刻是古代的一种计时工具,不仅古代中国用,而且古埃及、古巴比伦等文明古国都使用过。漏是指计时用的漏壶,刻是指划分一天的时间单位,它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。最初,人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来,于是专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从
盖孔中穿出,这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。漏刻的计时方法可分为两类:泄水型和受水型。漏刻是一种独立的计时系统,只借助水的运动。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶,从而取得比较精确的时刻。
现存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是公元1745年制造的,最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出,依次流向下壶,箭壶盖上有个铜人仿佛报着箭杆,箭杆上刻有96格,每格为15分钟,人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。
浑仪是我国古代的一种天文观测仪器。在古代,“浑”字含有圆球的意义。古人认为天是圆的,形状像蛋壳,出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸,地球则是蛋黄,人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。因此,把这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。最初,浑仪的结构很简单,只有三个圆环和一根金属轴。最外面的那个圆环固定在正南北方向上,叫做“子午环”;中间固定着的圆环平行于地球赤道面,叫做“赤道环”;最里面的圆环可以绕金属轴旋转,叫做“赤经环”;赤经环与金属轴相交于两点,一点指向北天极,另一点指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒,可以绕赤经环中心转动,用望筒对准某颗星星,然后,根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。后来,古人为了便于观测太阳、行星和月球等天体,在浑仪内又添置了几个圆环,也就是说环内再套环,使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。
天体仪,古称“浑象”,是我国古代一种用于演示天象的仪器。我国古人很早就会制造这种仪器,它可以用来直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律,可以说天体仪是现代天球仪的直接祖先。北京古观象台上安置的天体仪,是我国现存最早的天体仪,制于清康熙年间,重3850公斤。天体仪的主要组成部分是一个空心铜球,球面上刻有纵横交错的网格,用于量度天体的具体位置;球面上凸出的小圆点代表天上的亮星,它们严格地按照亮星之间的相互位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动,转动一周代表一个昼夜,球面与金属轴相交于两点:北天极和南天极。两个极点的指尖,固定在一个南北正立着的大圆环上,大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内,下面四
根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈,托着整个天体仪。利用浑象,无论是白天还是阴天的夜晚,人们都可以随时了解当时应该出现在天空的星空图案。
水运仪象台是宋代苏颂、韩公廉等人设计制造的一座大型天文仪器,它把观测天象的浑仪、演示天象的浑象和报时装置巧妙地结合在一起,是我国古代一项卓越的创造。水运仪象台高约12米,宽约7米,呈下宽上窄的正方台形,全部为木建筑结构。全台分为三部分,最上层是一个可以开闭屋顶的木屋,里面放置一架铜制浑仪,用来观测天象;中间部分是一间密室,放置浑象,可以随时演示天象;最为有趣的是下面的报时装置,在台的南面可以看到五层木阁,每一层木阁里都有报时的小木人,他们各司其职,根据不同的时刻,轮流出来报时。它的一套动力装置“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。
中国古代的计时法
1、 十二时辰制。
H西周时就已使用。汉代命名为夜半、鸡鸣、平旦、日出、食时、隅中、日中、日昳、晡时、日入、黄昏、人定。又用十二地支来表示,以夜半二十三点至一点为子时,一至三点为丑时,三至五点为寅时,依次递推。
2、 二十四时辰制。
H宋以后把二十时辰中每个时辰平分为初、正两部分,这样,子初、子正、丑初、丑正......依次下去,恰为二十四时辰,同现在一天二十四小时时间一致。
H 3、十时辰制。
H T出现于先秦。昼夜各五分。据《隋书.天文志》,昼为朝、禺、中、晡、夕,夜为甲、乙、丙、丁、戊(后用五更来表示)。
H 4、五时辰制。
H其名称为晨明、朏明、旦明、蚤(早)食、宴(晚)食、隅中、正中、少还、铺时、大还、高舂、下舂、县(悬)东、黄昏、定昏。参阅《淮南子.天文训》。
H 5、百刻制。
即把昼夜分成均衡的一百刻。其产生与漏刻的使用有关。可能起源于商代。汉时曾把它改造为百二十刻,南朝梁改为九十六刻、一百零八刻,几经反复,直至明末欧洲天文学知识传入才又提出九十六刻制的改革,清初定为正式的制度。
H T6、古代不一定具备严格的时间意义,而又常见常用的有关名称亦颇不少。
H一般地说,日出时可称旦、早、朝、晨,日入时称夕、暮、晚。太阳正中时叫日中、正午、亭午,将近日中时叫隅中,偏西时叫昃、日昳。日入后是黄昏,黄昏后是人定,人定后是夜半(或叫夜分),夜半后是鸡鸣,鸡鸣后是昧旦、平明——这是天已亮的时间。古人一天两餐,上餐在日出后隅中前,这段时间就叫食时或早食;晚餐在日昃后日入前,这段时间叫晡时。
【子时】夜半,又名子夜、中夜:十二时辰的第一个时辰。(北京时间23时至01时)。
【丑时】鸡鸣,又名荒鸡:十二时辰的第二个时辰。(北京时间01时至03时)。
【寅时】平旦,又称黎明、早晨、日旦等:时是夜与日的交替之际。(北京时间03时至05时)。
【卯时】日出,又名日始、破晓、旭日等:指太阳刚刚露脸,冉冉初升的那段时间。(北京时间05时至07时)。
【辰时】食时,又名早食等:古人“朝食”之时也就是吃早饭时间,(北京时间07时至09时)。
【巳时】隅中,又名日禺等:临近中午的时候称为隅中。(北京时间09 时至11时)。
【午时】日中,又名日正、中午等:(北京时间11时至13时)。
【未时】日昳,又名日跌、日央等:太阳偏西为日跌。(北京时间13时至15时)。
【申时】哺时,又名日铺、夕食等:(北京时间15食至17时)。
【酉时】日入,又名日落、日沉、傍晚:意
为太阳落山的时候。(北京时间17是至19时)。
【戌时】黄昏,又名日夕、日暮、日晚等:此时太阳已经落山,天将黑未黑。天地昏黄,万物朦胧,故称黄昏。(北京时间19时至21时)。
【亥时】人定,又名定昏等:此时夜色已深,人们也已经停止活动,安歇睡眠了。人定也就是人静。(北京时间21时至23时)。
时辰———十二地支纪一昼24小时为十二时辰:
前半夜11时至1时为“子时”,午夜1时至3时为“丑时”,后半夜3时至5时为“寅时”,早上5时至7时为“卯时”,上午7时至9时为“辰时”,9时至11时为“巳时”,11时至下午1时为“午时”,中午1时至3时为“未时”,晚上7时至9时为“戌时”,9时至11时为“亥时”。每个时辰各占两个钟头。可见“从巳时直杀到未时”相当于现在的“从上午9时直杀到下午3时”。
H更点———古代把晚上戌时作为一更,亥时作为二更,子时作为三,丑时为四,寅时为五更。
把一夜分为五更,按更击鼓报时,又把每更分为五点。每更就是一个时辰,相当于现在的两个小时,即120分钟,所以每更里的每点只占24分钟。由此可见“四更造饭,五更开船”相当于现在的“后半夜1时至3时做饭,3时至5时开船”。“五更三点”相当于现在的早晨5时又72分钟,即6时12分,“三更四点”相当于现在的午夜1时又96分钟,即2时36分。
H刻———古代用漏壶计时。
H漏壶分播水壶和受水壶两部。播水壶分二至四层,均有小孔,可滴水,最后流入受水壶,受水壶里有立箭,箭上刻分100刻,箭随蓄水逐渐上升,露出刻数,以显示时间。而一昼夜24小时为100刻,即相当于现在的1440分钟。可见每刻相当于现在的14.4分钟。所以“午时三刻”相当于现在的中午1时43.2分
古人将夜里的时间还分为更和点
一夜等分为五更,一更也等于现在的二个小时,从晚上七时开始起更,一更指七时至九时,二更指九时至十一时,三更指十一时至次日凌晨一时,四更指一时至三时,五更指三时至五时。
古人把一昼夜分为12个时辰,用12地支表示,每个时辰等于现代的二个小时。古时与现时对照:子时从夜间十一点到次日凌晨一点,丑时从一点到三点,寅时从三点到五点,依此类推,每隔两小时分别为卯时、辰时、巳时、午时、未时、申时、酉时、戊时、亥时。
“更天”前最大的数字是五,是指三时至五时。
表是我国最古老的一种计时器,古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载,可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成,一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱,叫做表;一为正南正北
方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。既然日影可以用长度单位计量,那么光阴之“阴”,及时间的长短,,用“分”、“寸”表达就顺理成章了。
日晷
日晷也是通过观测日影计时的仪器,主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看,汉以前已使用日晷,在机械钟表传入中国之前,日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成,随着太阳在天空运行,晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动,就可以指示时辰。[1]
子;zi (晚上 11 时正至凌晨 1 时正) 鼠 鼠在这时间最活跃。 (一说为0:00~2:00,以此类推)
丑:chou (凌晨 1 时正至凌晨 3 时正) 牛 牛在这时候吃完草,准备耕田。
寅:yin (凌晨 3 时正至早上 5 时正) 虎 老虎在此时最猛。
卯:mao (早上 5 时正至早上 7 时正 )兔 月亮又称玉兔,在这段时间还在天上。
辰: chen (早上 7 时正至上午 9 时正) 龙 相传这是「群龙行雨」的时候
巳:si (上午 9 时正至上午11时正) 蛇 在这时候隐蔽在草丛中
午:wu (上午11时正至下午 1 时正) 马 这时候太阳最猛烈,相传这时阳气达到极限,阴气将会产生,而马是阴类动物。
未:wei ( 下午 1 时正至下午 3 时正 ) 羊 羊在这段时间吃草
申:shen ( 下午 3 时正至下午 5 时正) 猴 猴子喜欢在这时候啼叫
酉:you (下午 5 时正至晚上 7 时正) 鸡 鸡於傍晚开始归巢
戌:xu (晚上 7 时正至晚上 9 时正 ) 狗 狗开始守门口
亥:hai (晚上 9 时正至晚上 11 时正) 猪 夜深时分猪正在熟睡
古人勤奋观察日月星辰的位置及其变化,主要目的是通过观察这类天象,掌握他们的规律性,用来确定四季,编制历法,为生产和生活服务。我国古代历法不仅包括节气的推算、每月的日数的分配、月和闰月的安排等,还包括许多天文学的内容,如日月食发生时刻和可见情况的计算和预报,五大行星位置的推算和预报等。一方面说明我国古代对天文学和天文现象的重视,同时,这类天文现象也是用来验证历法准确性的重要手段之一。测定回归年的长度是历法的基础。我国古代历法特别重视冬至这个节气,准确测定连续两次冬至的时刻,它们之间的时间间隔,就是一个回归年。
中国古代的主要估测天文仪器:
圭表是一种既简单又重要的测天仪器,它由垂直的表(一般高八尺)和水平的圭组成。圭表的主要功能是测定冬至日所在,并进而确定回归年长度,此外,通过观测表影的变化可确定方向和节气。很早以前,人
们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子,这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化,这根立竿或立柱就叫做“表”;用一把尺子测量表影的长度和方向,则可知道时辰。后来,发现正午时的表影总是投向正北方向,就把石板制成的尺子平铺在地面上,与立表垂直,尺子的一头连着表基,另一头则伸向正北方向,这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上,古人就能直接读出表影的长度值。经过长期观测,古人不仅了解到一天中表影在正午最短,而且得出一年内夏至日的正午,烈日高照,表影最短;冬至日的正午,煦阳斜射,表影则最长。于是,古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。譬如,连续两次测得表影的最长值,这两次最长值相隔的天数,就是一年的时间长度,难怪我国古人早就知道一年等于365天多的数值。
在现存的河南登封观星台上,40尺的高台和128尺长的量天尺也是一个巨大的圭表。
日晷又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”,垂直地穿过圆盘中心,起着圭表中立竿的作用,因此,晷针又叫“表”,石制的圆盘叫做“晷面”,安放在石台上,呈南高北低,使晷面平行于天赤道面,这样,晷针的上端正好指向北天极,下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格,每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是,移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。由于从春分到秋分期间,太阳总是在天赤道的北侧运行,因此,晷针的影子投向晷面上方;从秋分到春分期间,太阳在天赤道的南侧运行,因此,晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时,首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。
漏刻是古代的一种计时工具,不仅古代中国用,而且古埃及、古巴比伦等文明古国都使用过。漏是指计时用的漏壶,刻是指划分一天的时间单位,它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。最初,人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来,于是专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从
盖孔中穿出,这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。漏刻的计时方法可分为两类:泄水型和受水型。漏刻是一种独立的计时系统,只借助水的运动。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流人箭壶,从而取得比较精确的时刻。
现存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是公元1745年制造的,最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出,依次流向下壶,箭壶盖上有个铜人仿佛报着箭杆,箭杆上刻有96格,每格为15分钟,人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。
浑仪是我国古代的一种天文观测仪器。在古代,“浑”字含有圆球的意义。古人认为天是圆的,形状像蛋壳,出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸,地球则是蛋黄,人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。因此,把这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。最初,浑仪的结构很简单,只有三个圆环和一根金属轴。最外面的那个圆环固定在正南北方向上,叫做“子午环”;中间固定着的圆环平行于地球赤道面,叫做“赤道环”;最里面的圆环可以绕金属轴旋转,叫做“赤经环”;赤经环与金属轴相交于两点,一点指向北天极,另一点指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒,可以绕赤经环中心转动,用望筒对准某颗星星,然后,根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。后来,古人为了便于观测太阳、行星和月球等天体,在浑仪内又添置了几个圆环,也就是说环内再套环,使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。
天体仪,古称“浑象”,是我国古代一种用于演示天象的仪器。我国古人很早就会制造这种仪器,它可以用来直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律,可以说天体仪是现代天球仪的直接祖先。北京古观象台上安置的天体仪,是我国现存最早的天体仪,制于清康熙年间,重3850公斤。天体仪的主要组成部分是一个空心铜球,球面上刻有纵横交错的网格,用于量度天体的具体位置;球面上凸出的小圆点代表天上的亮星,它们严格地按照亮星之间的相互位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动,转动一周代表一个昼夜,球面与金属轴相交于两点:北天极和南天极。两个极点的指尖,固定在一个南北正立着的大圆环上,大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内,下面四
根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈,托着整个天体仪。利用浑象,无论是白天还是阴天的夜晚,人们都可以随时了解当时应该出现在天空的星空图案。
水运仪象台是宋代苏颂、韩公廉等人设计制造的一座大型天文仪器,它把观测天象的浑仪、演示天象的浑象和报时装置巧妙地结合在一起,是我国古代一项卓越的创造。水运仪象台高约12米,宽约7米,呈下宽上窄的正方台形,全部为木建筑结构。全台分为三部分,最上层是一个可以开闭屋顶的木屋,里面放置一架铜制浑仪,用来观测天象;中间部分是一间密室,放置浑象,可以随时演示天象;最为有趣的是下面的报时装置,在台的南面可以看到五层木阁,每一层木阁里都有报时的小木人,他们各司其职,根据不同的时刻,轮流出来报时。它的一套动力装置“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。