太陽鐘 

在歷史的長河中，天文學(xué)和計(jì)時(shí)學(xué)是相伴發(fā)展的，可以說有了天文學(xué)，也就有了計(jì)時(shí)學(xué)，計(jì)時(shí)儀器和天文儀器一樣，是經(jīng)過漫長的發(fā)展歷程逐漸化的。zui古老的計(jì)時(shí)儀器是土圭、圭表和日晷，其原理是通過太陽的投影和方位計(jì)時(shí)，一般通稱太陽鐘。 
1.1土圭 
土圭是zui古老的計(jì)時(shí)儀器，是一種構(gòu)造簡單，直立的地上的桿子用以觀察太陽光投射的桿影，通過桿影移動規(guī)律、影的長短，以定冬至、夏至日?！吧袝虻洹敝杏浭鐾凉缡加趫虻蹠r(shí)期，即公元前2357-2258年，史學(xué)界認(rèn)為“堯典”不是堯時(shí)寫的，是周代史官根據(jù)傳聞編寫，后經(jīng)春秋戰(zhàn)國（公元前7~2世紀(jì)）時(shí)儒家陸續(xù)補(bǔ)訂而成。因此我們可以認(rèn)為，至遲在公元前7世紀(jì)掌管天地四時(shí)的官吏已使用土圭分出二分二至，確定一年為366天。到殷商時(shí)代（公元前1520~1030年）測時(shí)已達(dá)到相當(dāng)高的精度，其干支記日法一直延用到今天。 
1.2圭表 
由于土圭的構(gòu)造簡單，不易掌握，所以逐漸發(fā)展為圭表。“隋書天文志”將圭表的創(chuàng)造追溯到公元6世紀(jì)：南北朝梁武帝天監(jiān)年間（公元503~519年）祖（祖沖之之子）造八尺高的銅圭表，觀測圭上表影的長短，測訂時(shí)間。但1965年江蘇儀征東漢墓（公元25~220年）出土了一件青銅鑄的圭表，這說明圭表的創(chuàng)制和使用要早于記載幾百年。待到“元史·天文志”對圭表的形制、構(gòu)造、材質(zhì)都有詳盡的記述。 
元初郭守敬按照圭表的原理在河南登封建立了高聳的觀星臺，在大都（今北京）設(shè)置了圭表。明正統(tǒng)二年至七年（公元1437~1442年）在北京古觀象臺建造圭表，清乾隆九年（公元1744年）重修并加以改進(jìn)。古代圭表是用來判斷方向，測定季節(jié)，四季劃分和推算歷法，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要作用。 
1.3日晷 
日晷又稱晷儀，也是觀測日影記時(shí)的儀器，它與圭表的區(qū)別是：圭表的根據(jù)日影的長短判別方向測定季節(jié)、全年日數(shù)和冬至、夏至就在的日子，推算歷法等；日晷的應(yīng)用，主要是根據(jù)日影的位置，以指定當(dāng)時(shí)的時(shí)辰或刻數(shù)，是我國古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器，但在史籍中卻少有記載，現(xiàn)在史料中zui早的記載是“漢書·律歷志·制漢歷”一節(jié)：太史令司馬遷建議共議“乃定東西，主晷儀，下刻漏”，而“漢書·藝文志”中列有晷書34卷，但僅存書名，而無內(nèi)容。 
“隋書·天文志”中記載了耿詢的成就，“觀測日晷和刻漏，是測天地正儀象的根本”?！懊魇贰ぬ煳闹尽睂θ贞械男沃?，定時(shí)之法都有詳細(xì)的記載。較之圭表，它已復(fù)雜多了，可以說是一種真正的儀器了，發(fā)展到清代，不僅可以計(jì)時(shí)用，日晷本身已成為一件裝飾藝術(shù)品。 
中國太陽鐘的歷史上，指極表或指極針的發(fā)現(xiàn)可上溯到公元前四世紀(jì)，而周漢之間的12時(shí)辰制是非常先進(jìn)的，在公元前四世紀(jì)以前已成為一種不變的時(shí)制。 
唐代的赤道式日晷，是所有日晷中計(jì)時(shí)zui準(zhǔn)確的。后經(jīng)阿拉件人或猶太人將其傳入西方，十七世紀(jì)時(shí)赤道式日晷風(fēng)行于歐洲，人們稱它為“二分式日晷”。明末之后，中西各種日晷在社會上廣泛使用，種類之多，。山西姚喬林是十八世紀(jì)的日晷制作家，其流派遠(yuǎn)播廣東。 
總之，太陽鐘橫跨人類歷史數(shù)千年，在使用中不斷發(fā)展和進(jìn)步，為社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起到了推動的作用，不僅可以計(jì)時(shí)，而且能求得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，甚至可以校對現(xiàn)代的鐘表。 
日晷所測的是真太陽時(shí)或視太陽時(shí)，因?yàn)榈厍蜍壍榔穆室约暗厍騼A角的影響，真太陽時(shí)和平太陽時(shí)是不一致的。因此，不依靠太陽測時(shí)的方法成為事實(shí)，而且更為重要。歐洲在十四世紀(jì)早期，機(jī)械鐘出現(xiàn)以前，主要靠日晷計(jì)時(shí)，而中國對水鐘或刻漏則十分重視，并發(fā)展成為一種文化，達(dá)到登峰造極的地步。為機(jī)械鐘表的誕生作了科學(xué)和技術(shù)上的準(zhǔn)備。 
2.1水鐘 
水鐘在中國又叫做“刻漏”，“漏壺”。根據(jù)等時(shí)性原理，滴水記時(shí)有兩種方法，一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時(shí)間（泄水型），另一種是底部不開口的容器，另一種是底部不開口的容器，記錄它用多少時(shí)間把水裝滿（受水型）。中國的水鐘，zui先是泄水型，后來泄水型與受水型同時(shí)并用或兩者合一。自公元85年左右，浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行，甚至到處使用。 
從公元二世紀(jì)張衡的時(shí)代，到公元六世紀(jì)耿詢的時(shí)代，使表演用的渾天儀和天球儀轉(zhuǎn)動起來的水鐘技術(shù)孕育了早期機(jī)械鐘的出現(xiàn)。公元25年，一行和梁令瓚發(fā)明了擒縱機(jī)構(gòu)，這種裝置實(shí)質(zhì)上就是早期的機(jī)械時(shí)鐘，早于歐洲六個(gè)世紀(jì)。中國的渾儀在長期的發(fā)展過程中往往形式上是天文觀測儀器，而本質(zhì)上是時(shí)鐘裝置，因?yàn)閺膹埡獾臅r(shí)代起，天文技術(shù)人員一直想做一種緩慢放置的齒輪，以便達(dá)到與天上的周日視運(yùn)動步調(diào)一致。 
公元725年一行和梁令瓚實(shí)質(zhì)上解決了這一難題，因此，皇室對設(shè)在宮中放置不停的天球（天文鐘）感興趣是毫不奇怪的。 
公元1088~1090年，蘇頌和他的同事們在開封建立的水運(yùn)儀像臺是機(jī)械時(shí)鐘和觀測用渾儀的結(jié)合，在原理上是成功的，因此，可以說他比羅伯特、胡克先行六個(gè)世紀(jì)，比方和斐先行七個(gè)半世紀(jì)。 
2.2香篆鐘 
水鐘盡管是有發(fā)展前途的，但是古人仍在廣泛的領(lǐng)域進(jìn)行不竭探索，在某些情況

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