今年有一部評價很好的古裝電視劇,主要就是講十二個時辰,也就是二十四小時內(nèi)發(fā)生的事情,所以在劇中經(jīng)常可以看到各種關(guān)于計時和報時的畫面,其實古代除了時辰以外還有各種各樣的計時單位,比如說一刻,一炷香,一盞茶,幾更天等等的說法。
古代最常用的計時儀器主要有這幾種,利用太陽投射的影子來測定時間的裝置,也就是我們都很熟悉的日晷。
還有就是利用火來焚香計時的方法,在影視劇中出現(xiàn)的龍舟香漏就是這種方法,它的原理就是靠香燃燒一節(jié)后燒斷線條,讓金屬球掉落而自動報時的。
除了這兩種計時方法外,還有利用水流動的多少來計時,這就是漏刻或者又叫漏壺,其實這種計時儀器與我們現(xiàn)在都還在使用的沙漏非常相似。
沙漏是通過充滿沙子的玻璃球,從一端流向另一端來對時間進行測量的裝置,通常內(nèi)部會裝一定量的細(xì)沙,讓一個玻璃球內(nèi)的細(xì)沙通過狹窄的管道緩慢地流到另一個玻璃球內(nèi),所需用的時間來測量時間,將沙漏顛倒還可以繼續(xù)測量時間,沙漏中沙子的多少和通道的大小決定了測量時間的長短。
沙漏的發(fā)展歷史
據(jù)說沙漏最早出現(xiàn)在12世紀(jì),用于夜間航海使用,因為白天可以通過觀察太陽來計算時間,而晚上就只能通過沙漏來計算時間。
而最早關(guān)于沙漏的記載是1338年在意大利的一幅壁畫上被發(fā)現(xiàn)的。
到了15世紀(jì)沙漏開始廣泛使用,市場上已有沙漏在銷售,主要用于海上航行,工業(yè)和烹飪等行業(yè)中。
中國在1360年的元朝,也制造出了利用流沙來計時的裝置,它是依靠流沙來驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動在刻度盤上顯示時間,這種裝置較復(fù)雜也就會造成計時并不準(zhǔn)確。
漏刻/漏壺
在中國歷史上也會使用沙漏來計時,但是使用時間最長,應(yīng)用范圍最廣的計時裝置還是漏刻,它跟沙漏有相同之處,都是根據(jù)物體勻速下落的方式來記錄時間的。
最早的漏刻是一種看起來像桶的容器,古人就是用它來計算時間的,人們將水注入其中,按照水從壺嘴漏出的多少來計算時間。
在使用漏壺時,要先在漏壺中插入一根帶有刻度的標(biāo)桿,這根標(biāo)桿也被叫箭,當(dāng)水流出或流入壺中時,箭桿就會隨水位的變化而上升或下沉,以壺口處箭桿上的刻度指示時間,但是這種計算時間的方法會受到水淺或水滿影響水流出的速度,因此無法精確的計算時間,所以只能將其作為粗略計算時間的一種工具。
為了解決這個問題,古人又研發(fā)出多級漏刻裝置,所謂的多級漏刻裝置就是一次使用多只漏壺,將它們上下依次串聯(lián)成一組,每只漏壺都依次向下一只漏壺中滴水,這樣就能保證下端水壺內(nèi)的水位基本保持恒定,那么最下面那只水壺的滴水速度也就能保持均勻,這樣測出來的時間也就更加精確了。
沙漏的制造過程
首先要從做沙開始,天然沙由于并不是圓的光滑度并不好,所以并不適合做沙漏,現(xiàn)在市場上的沙漏普遍使用微粒玻璃珠,如果要做出計時非常準(zhǔn)確的沙漏,使用的是一種被稱為矽酸的干燥劑。
將其放入鍋中用火加熱將多余的水分蒸發(fā)掉,使其沙中只有20%的含水量,如果太過干燥沙容易粘在玻璃壁上。
將玻璃管切成沙漏的尺寸,切割后的每根玻璃管就是沙漏的原型。
用高溫來加工沙漏的形狀,溫度非常重要首先用到低溫來將玻璃管加熱,將軟化后的玻璃管從兩側(cè)拉開,做出沙漏中間狹窄的管道,管道的大小要全靠工人的經(jīng)驗。
接下里就是做沙漏的底,為了讓玻璃自己立起來,要從玻璃管的末端做出底部,將玻璃管末端加熱后用小鉗子一邊轉(zhuǎn)一邊壓,一直壓到做出瓶沿為止,最后將玻璃末端全部封住。
還有的沙漏上下兩部分是圓形的玻璃球,這是通過對玻璃高溫加熱后讓其軟化,靠人工吹制加工而成的。
接下來就是對要密封的玻璃管內(nèi)裝沙,配合時間來調(diào)節(jié)沙的用量,重復(fù)多次以正確的測出沙的量。
對放入沙的玻璃管另一端加上底,同樣用高溫和鉗子做出瓶沿并封口。
就這樣一個完整的沙漏就完成了。
現(xiàn)在沙漏不再是重要的計時工具,人們還是很喜歡這種有著悠久歷史的計時工具,也制造出很多不一樣的沙漏。
世界上最大的沙漏出現(xiàn)在日本,這個沙漏體型巨大,高5米,直徑1米,內(nèi)部能夠容納1噸重量的沙子,它計時長度就是365天,也就是沙漏里面的沙子漏完剛好就是1年,這個巨大的沙漏也被列入了世界基尼斯記錄中。
而最貴的沙漏就是這款由蘋果設(shè)計師所打造的,內(nèi)部裝有130萬顆小銅球,剛好計時10分鐘,雖然看起來與普通的沙漏沒有太大的區(qū)別,主要是內(nèi)部的物質(zhì)并不是沙子,而是納米球,這是一種抗腐蝕無縫球,外表面還有銅涂層,這些小球都是在真空環(huán)境中被裝入沙漏的,它還是一款限量版產(chǎn)品只有100個,價格自然不低售價12000美元,這個價格也完美詮釋了“時間就是金錢”的道理。
現(xiàn)在隨著手機,電腦等計時工具的增多,沙漏也不再只是計時工具被賦予了更多的意義,如在書桌上擺放沙漏不但作為裝飾,更是提醒自己時間的流逝無法挽留,要珍惜當(dāng)下寶貴的時間,還有相互之間贈送沙漏象征著愛情和珍貴的友誼,通過沙漏還可以表達對彼此的祝福。
文中Gif截取自Youtube《國寶檔案》 20121001 古代科技——元代銅壺滴漏》《Hourglass Lampworking - Glass Blowing Techniques》《Introducing_ The Marc Newson Hourglass For HODINKEE》文中圖片截取自《時間有可能測不準(zhǔn)?沙漏有何原理?隱藏在沙漏中的物理學(xué)奧秘》
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