莲花漏
历史 编辑
中国古代一直用漏刻计时。至宋代时仍使用唐朝的浮箭漏刻计时器。但是浮箭漏刻计时器的误差较大，计时也不准确。故此在天圣八年（1030年），龙图阁侍制燕肃向宋仁宗呈上了莲花漏的制作方法。他在旧漏刻的基础上创制了新的漏刻，而且试验成功。燕肃发明的莲花漏的箭壶上有一块铜制荷叶，叶的中支有一片莲花。而上端饰有莲蓬的刻箭从莲花心中穿出，因此得名莲花漏。燕肃在朝廷接纳采用莲花漏作计时器后，他每到一处仕官，便把莲花漏的制作和使用方法都刻在石碑上以便百姓使用。另外，他又著书《莲花漏法》一卷详细记录漏刻的运作。其后朝廷下令司天台于锺鼓楼下试验莲花漏，让州郡试用后看看成效如何。[注 1]
事实上，莲花漏的使用曾被时人否定。及至景祐三年（1036年），燕肃获准测试莲花漏三年，同时司天监会慎重反复校对时计有否测错时间。最重要的是要弄清莲花漏的实际运作。[1]。由于燕肃的刻漏制作简单、计时准确且设计精巧，宋仁宗颁行全国使用莲花漏。官员夏竦也为莲花漏作铭，称其“秒忽无差”。[2]而苏轼《徐州莲花漏铭并序》中亦写道:“故龙图阁直学士礼部侍郎燕公肃，以创物之智闻于天下，作莲花漏，世服其精。凡公所临必为之，今州郡往往而在，虽然巧者，莫敢损益。”，赞扬燕肃的功劳。
结构 编辑
莲花漏有两个供水壶叫做上匮和下匮。向箭壶供水的下匮旁边有一个溢水口，依次连接着铜制的节水小筒、竹注筒和减水盎。[3]
操作 编辑
莲花漏采用溢流法。其上匮流到下匮的水流量略大于下匮流入箭壶的水流量，使到下匮的水位不断增加。当水位升到溢水口时，多余的水就会从溢水口顺着节水小筒以及竹注筒流到减水盎内。下匮里面的水所处的状态，即“漫流状态”，能够有效地保证下匮水位的稳定性，从而提高计时的精确度[4]。莲花漏这种操作的方式与西方科学原理“虹吸现象”相同。[5]在宋代以来，如此稳定水位的方式是一次科技上的突破。[3]
优点 编辑
据北宋吴处厚《青箱杂记》中记载，莲花漏与昔日的漏壶相比有三个优点。一来，它创造出漫流系统，使多余的水从漏壶上部的小孔中流出以保持水位持续稳定，并消除了因水位变化所造成的误差。二来，莲花漏造刻度不同的四十八支浮箭会根据不同地区的昼夜长短，使测定的时间更为准确。还有，它是第一部刻有莲花的箭插入装在壶上莲心的漏刻。浮箭因为水的浮力而穿过莲心且沿直线上浮，不致摇摆。计时的精确度会因此而提高。[注 2]
注释 编辑
参考来源 编辑
- ^ 一波三折的燕肅蓮花漏〉. 苏州科普之窗. [2017-10-27]. （原始内容存档于2017-10-27）.
- ^ 北宋科學家、畫家燕肅. 菏泽市牡丹区人民政府. 2015-01-29 [2017-10-27]. （原始内容存档于2017-10-27）.
- ^ 3.0 3.1 燦爛的中國文明〈燕肅蓮花漏〉. 中国文化研究院. [2017-10-27]. （原始内容存档于2021-05-14）.
- ^ 程如明. 中國歷史常識全知道（經典珍藏版）. 中央编译出版社. 2010.
- ^ 古代計時工具 蓮花漏展現先民智慧. TVBS新闻网. 2017-01-30 [2017-10-27]. （原始内容存档于2008-02-01）.