计时器及欹器
做为天文历法科学家的祖冲之,由于研究的范围很广,所以也对计时器进行了研究改革。他制造过计时器——漏壶。
祖冲之从青年时代开始就用大量时间从事天文观测。他观测所使用的仪器,除前面提到的铜表之外,还有计时器——漏壶。只有时间比较准确,观测所得到的结果才更可靠。因此,祖冲之对传统的计时器漏壶进行了研究, 并有所改革。
漏壶计时是这样的:上面有一个底部有小孔的斗,里面盛水;下面有一个桶,其中立一个很轻的浮标,上面有刻度。古时把一昼夜分为一百刻,故浮标上的刻度也就有一百个。用一根很细的管将斗底部的小孔与桶连接,使斗里的水一滴一滴地流到桶中。由于桶中的水不断增加,水面增高,浮标随之上升,根据浮标上的刻度就能知道时间。
浮标上的一百刻又按十二个时辰划分成几段,用段的分界点代表一些特殊时间。对于特殊时间的安排,历代漏刻有所不同。祖冲之对此作了重新安排,使之更符合人们的作息规律,便于对时间的安排。
祖冲之还制做过欹器。“欹”,是倾斜的意思,“欹器”,是指自由状态下放置时呈倾斜状态的器皿。早在五千年以前,陶器已普遍使用,在出土文物中有一种尖底陶罐。它底尖、口小、中间大肚,腹部有两耳。不盛水时成倾斜状;水不太满时就直立;水满了就自动倾斜,将水倒出一些,继续保持直立状态。这是根据重心原理制造的。用它去提水,当水快满的时候,水
罐就自动直立,便于人们提水。到了春秋时期,根据尖底陶罐的原理,有人制造了欹器。孔子用它来教育自己的学生要谦逊,把“谦受益、满招损”的寓意赋予给了欹器。然而欹器的制造方法到东汉却失传了。
祖冲之时,齐武帝的儿子竟陵王萧子良十分喜好古玩,但找不到欹器的实物。祖冲之就造了一件欹器送给他,并希望他能记住欹器所具有的特殊含意。而在祖冲之前二百多年间,从没有人制出过成功的欹器。