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莲花漏

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莲花漏,是北宋燕肃发明的一种刻漏。

历史

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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]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

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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

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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]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

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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

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  1. ^ 见元朝脱脱《宋史》卷298〈燕肃〉段的原文记载:“然肃所至,皆刻石以记其法,州郡用之以候昏晓,世推其精密。”。
  2. ^ 北宋吴处厚《青箱杂记》卷九原文记述:“其制为四分之壶,参差置水器于上,刻木为四方之箭,箭四觚,面二十五刻,刻六十四面,百刻总六千分,以效日,凡四十八箭,一气一易,铸金莲承箭、铜乌引水,下注金莲,浮箭而上,有司唯谨视而易之。其行漏之始,又依《周官》水地,置泉法,考二交之景,得午时四刻一十分,午为正南,北景中以起漏焉。以梓潼在南,其法昼增一刻,夜损一刻,青社稍北,昼增三刻,颍处梓青之间,昼增二刻,夜损亦如之。仍作宣秘漏,其窥天愈密焉,兹亦张平子之流也。”。

参考来源

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  1. ^ 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). 
  2. ^ 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. ^ 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). 
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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). 

外部链接

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