遠(yuǎn)古的人類(lèi)通過(guò)對(duì)日月星辰和一年四季變化的觀察，逐漸產(chǎn)生了時(shí)間的概念。對(duì)時(shí)間概念的認(rèn)識(shí)和探究伴隨了整個(gè)人類(lèi)的發(fā)展歷史。時(shí)間同長(zhǎng)度～樣，也是客觀存在的一種量，然而時(shí)間是看不見(jiàn)、摸不著的。隨著人類(lèi)社會(huì)科技水平的提高，人們所掌握的計(jì)時(shí)方法也在不斷改進(jìn)。

光影計(jì)時(shí)

就時(shí)間的很多屬性而言，人類(lèi)最先掌握的就是計(jì)算時(shí)間的方法。既然時(shí)間是一種持續(xù)、有序的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，那么，我們就可以用測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程來(lái)代表測(cè)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。而這樣的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，要求盡量均勻和持續(xù)不斷。例如均勻滴下的水滴、緩慢燃燒的香、原子的振蕩等等，都可以用計(jì)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。

測(cè)量物體日影在一天當(dāng)中的變化，是最早為人們所掌握的計(jì)時(shí)方法。作為地球自轉(zhuǎn)的反映，太陽(yáng)日復(fù)一日的東升西落，由此產(chǎn)生了地球上物體的影子的移動(dòng)。早期人類(lèi)通過(guò)觀察這個(gè)自然現(xiàn)象產(chǎn)生了時(shí)間觀念，并逐漸學(xué)會(huì)了計(jì)算時(shí)間。物體目影的變化移動(dòng)過(guò)程在這里被人們用作計(jì)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，即通過(guò)觀察物體影子長(zhǎng)短或者移動(dòng)過(guò)程來(lái)計(jì)算時(shí)間，這就是光影計(jì)時(shí)原理。這一原理相對(duì)簡(jiǎn)單，計(jì)量工具也不復(fù)雜，所以最先被人類(lèi)掌握。

根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)出的計(jì)時(shí)工具一般通稱(chēng)為太陽(yáng)鐘，具體包括圭表和日晷等計(jì)時(shí)工具。 圭表由“圭”和“表”兩個(gè)部件組成，直立于平地上測(cè)日影的標(biāo)桿和石柱，叫做“表”：正南正北方向平放的測(cè)定表影長(zhǎng)度的刻板，叫做“圭”。通過(guò)“表”在“圭”上投影的長(zhǎng)短來(lái)確定時(shí)間。在成書(shū)于周代的古代典籍《周禮》中就有關(guān)于使用土圭的記載，可見(jiàn)圭表的歷史相當(dāng)久遠(yuǎn)。我國(guó)現(xiàn)存最早的圭表實(shí)物是1965年在江蘇儀征一座東漢中葉墓葬中出土的一件袖珍銅制圭表，它由19.2厘米的表和34.39厘米長(zhǎng)的圭構(gòu)成，圭表之間有樞軸相連，可將表平放于匣內(nèi)，圭表合裝一體，啟合自如，攜帶方便。

日晷也是通過(guò)觀測(cè)日影計(jì)時(shí)的儀器，通常由銅制的指針和石制的圓盤(pán)組成。銅制的指針叫“晷針”，垂直地穿過(guò)圓盤(pán)中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”。石制的圓盤(pán)叫做“晷面”，安放在石臺(tái)上，呈南高北低，使晷面平行于赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12個(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)。當(dāng)太陽(yáng)光照在日晷上時(shí)，晷針的影子就會(huì)投向晷面，太陽(yáng)由東向西移動(dòng)，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng)。于是，移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來(lái)顯示時(shí)間。

我國(guó)歷史典籍中關(guān)于日晷的記載最早出現(xiàn)在《漢書(shū)》當(dāng)中。從出土文物來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)存最早的日晷是1897年在內(nèi)蒙古呼和浩特出土的“玉盤(pán)日晷”。此晷呈正方形，邊長(zhǎng)27.4厘米，厚度3.5厘米，晷面上刻有輻射條紋和1至69的數(shù)字，按順時(shí)針?lè)较蚺帕?，?shù)字以小隸書(shū)寫(xiě)。

圭表與日晷的主要區(qū)別在于：圭表根據(jù)日影的長(zhǎng)短判別方向測(cè)定季節(jié)、全年日數(shù)和冬至、夏至的日子，推算歷法等；日晷主要是根據(jù)日影的位置來(lái)指定當(dāng)日的時(shí)辰或刻數(shù)，是我國(guó)古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器。

漏刻計(jì)時(shí)

圭表、目晷等太陽(yáng)鐘操作簡(jiǎn)易，原理也不復(fù)雜，但是其最大弱點(diǎn)就是在陰雨天氣或者沒(méi)有太陽(yáng)的黑夜是無(wú)法使用的，于是人們開(kāi)始尋找其他的計(jì)時(shí)方法。計(jì)時(shí)水鐘應(yīng)運(yùn)而生，這就是漏刻。據(jù)梁代《漏刻經(jīng)》記載：“漏刻之作，蓋肇于軒轅之日，宣乎夏商之代?！边@說(shuō)明，早在公元前三、四千年的父系氏族公社時(shí)期，我們的祖先就用漏刻這種滴水的器具來(lái)計(jì)時(shí)了。

漏刻的發(fā)明是古人受到容器漏水現(xiàn)象啟發(fā)的結(jié)果。在新石器時(shí)代的早期，我國(guó)先民已能制作陶器。陶器在使用時(shí)難免會(huì)有破損裂縫，某些盛水的陶器可能因破損而漏水，而水的流失與時(shí)間的流逝有著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在長(zhǎng)期的社會(huì)生活中，這種現(xiàn)象多次地出現(xiàn)，使古人逐漸認(rèn)識(shí)到二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。久而久之，古人就產(chǎn)生用這種方法計(jì)量時(shí)間的概念。

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。在機(jī)械鐘表傳入中國(guó)之前，漏刻也是我國(guó)使用最普遍的一種計(jì)時(shí)器。簡(jiǎn)單的說(shuō)，漏刻計(jì)時(shí)的原理是通過(guò)水慢慢地從小孔漏出，利用容器內(nèi)水面的升降來(lái)計(jì)算時(shí)間。

最早的漏刻是簡(jiǎn)單的單只泄水型漏壺。它就是一只壺，在靠近底部的一側(cè)有一個(gè)出水孔。將刻箭置于壺中，隨著水面的下降，刻箭緩緩下沉從而顯示時(shí)間的變化。因此這種漏刻也稱(chēng)為“沉箭漏”，最初是陶制的，以后逐漸用銅制作。目前我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)秦朝以前的漏刻實(shí)物，但從文獻(xiàn)來(lái)看，先秦時(shí)期漏刻已廣泛使用。先秦漏刻大都與軍事活動(dòng)有關(guān)，軍事調(diào)度需要有統(tǒng)一的時(shí)間，這無(wú)疑會(huì)促進(jìn)漏刻的發(fā)展。用于軍事上的漏刻必須便于攜帶，故其尺寸不會(huì)很大。最常用的漏刻就是“一刻之漏”，即每漏完一壺水的時(shí)間為一刻(古刻，一晝夜為100刻，一古刻合今14.4分鐘?，F(xiàn)代的一刻等于15分鐘，一晝夜為96刻)。如果要計(jì)量較長(zhǎng)的時(shí)間，可以再灌滿(mǎn)漏壺，重復(fù)下去。

沉箭漏受環(huán)境溫濕度、大氣壓力的因素影響較大，是漏刻發(fā)展的初級(jí)階段。之后，漏刻發(fā)展史上的里程碑——“浮箭漏”出現(xiàn)了。浮箭漏是由兩只漏壺組成，～只是播水壺(亦稱(chēng)供水壺或泄水壺)，另一只是受水壺。受水壺內(nèi)裝有指示時(shí)刻的箭尺，故通常稱(chēng)為“箭壺”。箭壺承接由播水壺流下的水，隨著壺內(nèi)水位的上升，安在箭舟上的箭尺隨之上浮，所以稱(chēng)作浮箭漏。由于箭尺不直接放在播水壺中，故可以采取措施來(lái)保持播水壺內(nèi)水位的穩(wěn)定，從而保證流量的穩(wěn)定，提高計(jì)時(shí)精度。此后沿著穩(wěn)定水位、提高精度這一思路，又逐漸發(fā)展出了使用數(shù)只補(bǔ)給水壺的“多級(jí)漏壺”。所謂多級(jí)漏壺就是用兩個(gè)以上漏壺，自上而下放置，使最上面一個(gè)壺中的水流入第二壺，再由第二壺流入第三壺，以此類(lèi)推，逐一補(bǔ)給直至最后一壺(泄水壺)流入箭壺。箭壺中的水連同浮舟慢慢升起。由于得到上面幾級(jí)漏壺的補(bǔ)給，最后一級(jí)壺中的水位可大體保持穩(wěn)定不變，從而大大提高了計(jì)時(shí)精度。從這以后，經(jīng)過(guò)歷代的研究、改良，浮箭漏成為我國(guó)古代漏刻的主流。

機(jī)械鐘

機(jī)械鐘表的發(fā)明、應(yīng)用是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過(guò)程，它伴隨著人類(lèi)社會(huì)科技水平的發(fā)展以及人們對(duì)自然界認(rèn)知水平的提高。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)機(jī)械鐘表就是利用帶簧(發(fā)條)恢復(fù)變形所放出的能量或利用重物下降的重力作能源，以機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)為時(shí)間基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量時(shí)間和時(shí)段的機(jī)械機(jī)構(gòu)。

近代歐洲，隨著經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了物體的機(jī)械振動(dòng)具有固定的周期。通過(guò)測(cè)量和計(jì)算物體機(jī)械振動(dòng)的固有周期來(lái)計(jì)量時(shí)間，這就是機(jī)械鐘表計(jì)時(shí)原理。伽利略發(fā)現(xiàn)單擺的等時(shí)性以后，建議研制利用單擺作為核心守時(shí)裝置的計(jì)時(shí)器，這一提議在惠更斯手中得到實(shí)現(xiàn)。這樣以重錘提供動(dòng)力，以單擺為守時(shí)基準(zhǔn)的惠更斯擺鐘在1656年誕生了。這也是人類(lèi)歷史上第一架擺鐘。此后隨著科技的進(jìn)步特別是制造業(yè)水平的提高，機(jī)械鐘的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和守時(shí)機(jī)構(gòu)不斷被優(yōu)化革新。1918年，瑞士一位名叫扎納·沙奴的鐘表匠，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，制造出一種體積較小的機(jī)械表，并在表的兩邊設(shè)計(jì)有針孔，用來(lái)裝皮制或金屬表帶，以便把表固定在手腕上——手表誕生了。手表是人類(lèi)所發(fā)明的最小、最堅(jiān)固、最精密的機(jī)械之一。

機(jī)械鐘進(jìn)入中國(guó)最早是在公元1601年。意大利傳教士利馬竇把自鳴鐘(機(jī)械鐘)作為貢品獻(xiàn)給明朝萬(wàn)歷皇帝，揭開(kāi)了中國(guó)人使用機(jī)械時(shí)鐘的序幕。清康熙年間，中國(guó)成為世界上最大的鐘表進(jìn)口國(guó)，來(lái)自西洋的琺瑯鐘、玩具鐘及各式打簧表大量涌入中國(guó)?？滴趸实郾救艘矊?duì)西洋鐘產(chǎn)生了濃厚興趣，為此還專(zhuān)門(mén)下諭旨，令皇家內(nèi)務(wù)部制造局成立鐘表處，中國(guó)第一次建立了造鐘局，開(kāi)始自己生產(chǎn)機(jī)械時(shí)針。19世紀(jì)末期，我國(guó)造鐘工藝達(dá)到了一個(gè)嶄新的水平。1875年由上?！懊览A”作坊制造的南京鐘為屏風(fēng)式樣，鐘面鍍金，鐫刻花紋，以造型古樸典雅、民族風(fēng)格鮮明和報(bào)時(shí)清脆、走時(shí)準(zhǔn)確而聞名于海內(nèi)外，曾于1903年在巴拿馬國(guó)際博覽會(huì)上獲特別獎(jiǎng)。

新中國(guó)成立后，1955年初在天津，這個(gè)中國(guó)著名的港口城市，原天津華北鐘廠組成了一個(gè)嘗試自己制造手表的小組。1955年3月24日下午5時(shí)45分，經(jīng)過(guò)3個(gè)多月夜以繼日的研制，成功制造裝配出2只15鉆成品手表，在手表140多個(gè)零件中，除游絲、發(fā)條、鉆石等配件外，大部分零件都是廠里的師傅用靈巧智慧的雙手一個(gè)個(gè)加工出來(lái)的。從那一刻起，結(jié)束了中國(guó)人只能修表、不能制表的歷史，中國(guó)造手表的嘀嗒聲由此聲聲不息。

計(jì)時(shí)工具的演變，是人類(lèi)社會(huì)科技水平發(fā)展的一個(gè)縮影。時(shí)至今日，人們已經(jīng)可以通過(guò)測(cè)量原子的周期來(lái)計(jì)時(shí)。但是任何先進(jìn)的計(jì)時(shí)工具都只是記錄時(shí)間的流逝，所以年輕的朋友們時(shí)不我待，讓我們珍惜時(shí)間，珍惜我們度過(guò)的每一天。(文章代碼：101225)

[責(zé)任編輯]王凱