远古时期的人们以狩猎为生，他们依据太阳东升西落的直观感受来判断时间变化，过着日出而作、日落而息的生活，对时间的精度要求并不高。进入农耕时代后，人们开始重视时间的精确度，探索如何精准地计量时间。本期，E宝就带同学们来看看那些古老的计时工具吧!

古人在长期的生产和生活中通过观测树木、房屋在太阳照耀下的投影，渐渐地发现了影子的变化规律，开始利用太阳的射影长短和方向来判断时间，由此创造了圭表和日晷这两种太阳钟。
 

圭表由“圭”和“表”两个部件组成，“圭”是平放于正南正北方向，用于测定表影长度的刻板；“表”是直立于平地上，用来测日影的标杆和石柱。当太阳照着表的时候，表的影子会出现在圭上，根据影子的方向和长度，就能定四季、辨方位，判断日出、日中到日落，以确定一天内的时间。但圭表不能准确地为人们显示时间，而是在天文学上的作用更大，它的发明使我国在很长一段历史时期内所测定的回归年数值的准确度居于世界第一。
　　

日晷，又称为“日规”，意为“太阳的影子”，是我国古代使用较为普遍的一种计时仪器。日晷由石制的晷盘和铜制的晷针组成，晷盘表面被刻划为十二个大格，每个大格代表两个小时。使用时，只要观察晷针投射在晷盘上的位置，就能推算时间。日晷分为水平式、赤道式、垂直式等类型。水平式日晷的晷面必须水平摆放，晷面和晷针的夹角为当地的地理纬度，更适合低纬度地区使用。赤道式日晷的晷盘要平行于赤道面，正面和背面均有等分的刻度，晷针指向北极星，垂直于刻度盘，常用于中低纬度地区。
　　

圭表、日晷都是通过观察日影的变化来推算时间，但到了晚上或阴雨天便会失去作用，因此，适用于日夜、阴晴的漏刻计时器便应运而生。漏刻又称为“漏壶”，是中国古代的一种水钟，也是中国历史上使用时间最长、应用最广的计时器。漏刻通常使用铜壶盛水，因此又被称为“铜壶滴漏”，分为泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏两种。沉箭漏的构造十分简单，仅由一只底部有小孔的壶和箭刻构成，箭刻是放在壶中的一根刻有时刻的标竿。使用时，壶中的水由小孔流至壶外，箭刻随之逐渐下沉，人们可以根据壶口处箭上的刻度确认时间。浮箭漏的功能优于沉箭漏，是我国史上记载使用最多、流传最广的漏刻计时器，它分为供水的播水壶、放置箭刻的受水壶两部分。使用时，播水壶的水由小孔不断注入受水壶，箭刻便随之上浮，以显示时间。
　　

由于滴水的速度会受到壶中水量多少的影响，为了提高水流速度的稳定度以及计时的准确性，人们增加漏水壶的数量，制成了多级漏壶，即把多只漏壶上下相接，排成一组，每只漏壶都依次向下一只漏壶中滴水。这样位于最下端的泄水壶能不断被上方的泄水壶补充水，壶内水量基本保持恒定，滴水的速度也就能保持均匀。
　　

水漏刻的发明使古人克服了大自然的条件限制，使计时方式得到了重大进步。但水易受到温度和空气湿度的影响，使其记录的时间产生误差，因此，机械的计时器——水运仪象台就诞生了。
 

水运仪象台是北宋时期苏颂、韩公廉等人发明制造的一种以水力驱动的，集天文观测、天文演示和报时系统于一体的大型自动化天文仪器，它的发明是中国古代天文仪器制造史上的高峰。水运仪象台被誉为世界最早的天文钟，包含了观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间和报告时刻的机械装置。其中，报时装置共分为五层，每层木阁中都有相应的机轮和抱牌木人，这些木人或举牌或敲打乐器来报时。水运仪象台每一层木阁所报的时刻都不相同，不仅可以准确地报告每个时辰，还能报告各个时辰的时初、时中、时正。但水运仪象台后来不幸毁于战火，所幸苏颂编撰了《新仪象法要》一书，记述了水运仪象台的工作原理、尺寸与构造等内容，但书中有一些缺漏之处，使其在很长一段时间内都未能被复原。由此可见中国在11世纪时天文学和机械制造技术水平的高超。
　　

从根据天文现象的发生时刻来确定时间，到利用均匀变化的物质运动来反映时间流逝，计时工具的发展演变过程正是我国古代劳动人民的聪明才智和非凡的创造精神的最好体现。扫描下方二维码，跟随E宝一起总览古代计时工具的发展过程吧！