水鐘

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一個顯示來自古集市博物館在雅典兩個流出的水鐘。頂部是由已故的公元前5世紀的原始。底部是一個重建的粘土原有的。

水時鐘漏壺希臘 κλέπτεινkleptein,'';ὕδωρhudor,“水”)是任何鐘錶 ,其中時間是由液體調節流入(流入類)或縮小(流出型)的船隻測定在那裡,然後測量量。

水鐘,伴隨著日晷 ,很可能是最古老的時間測量儀器,唯一的例外是垂直時針和天計數理貨棒[1]他們是最早發明是不知道,並給予在哪裡以及何時他們非常古老它可能永遠不會是。碗形流出是最簡單的一個水鐘的形式,是已知的已經存在於巴比倫埃及周圍的公元前16世紀。世界其他地區,包括印度中國 ,也有水鐘早期證據,但最早的日期是遜色一些。有些作者,然而,聲稱水鐘出現在中國,早在公元前4000年。 [2]

一些現代的鐘錶被稱為“水鐘”,但工作方式不同於古人的。他們的計時是由一個管擺錘 ,但它們使用水作其他用途,諸如提供必要使用驅動時鐘電源水車或類似的東西,或通過在其顯示具有水。

希臘人和羅馬人先進的水鐘的設計,包括流入漏壺與早期反饋系統,傳動裝置和擒縱機制,這是連接到奇特的自動機 ,並導致更高的精度。進一步的進展是在做拜占庭 ,敘利亞和美索不達米亞,其中納入複雜的分類和越來越精確的水鐘行星齒輪傳動系水輪可編程性 ,推進並最終作出自己的方式向歐洲 。獨立,中國人自己開發的先進的水鐘,結合齒輪,擒縱機制,及水輪,傳遞他們的想法,以韓國日本 [ 需要的引證 ]。

一些水鐘的設計進行了自主開發和一些知識是通過貿易擴散轉移。這些早期的水鐘進行校準用的日晷 。雖然從來沒有達到的精度相媲美報時今天的標準水平,水鐘是最準確,最常用的計時裝置上千年,直到它被替換了更準確的擺鐘在17世紀的歐洲。

區域發展 [ 編輯 ]

波斯 [ 編輯 ]

古代波斯時鐘
古代波斯時鐘

Callisthenes時, 波斯人是用在328 BCE的水鐘,以確保水的公正和準確的分佈從坎兒井其股東為農業灌溉。在使用水鐘伊朗 ,特別是在Zeebad ,可以追溯到500BCE。後來他們也被用來確定前伊斯蘭宗教的確切聖日,如諾魯齊 ,Chelah,YALDA -最短,最長和等長的日子和歲月的夜晚。在伊朗使用的水鐘是最實用的古老工具,計時年曆之一。 [3]水鐘,或Fenjaan,在波斯達到精度堪比報時今天的標準水平。[ 來源請求 ]的fenjaan是最準確和最常用的計時裝置,用來計算一個農民必須把水從一個金額或時間坎兒井井或灌溉,直到它被替換了更精確的電流時鐘。[ 需要的引證 ]波斯水鐘是一種實用,對坎兒井的股東有用的工具來計算的時候,他們可能會分散到水中他們的農場的長度。坎兒井是唯一的水源用於農業和灌溉那麼一個公正,公平的配水是非常重要的。因此,一個非常公平的和聰明的老人當選為水鐘(MirAab)的經理,並需要控制和觀察fenjaans的數量,並在兩天兩夜公佈確切的時間至少兩名全職經理。 [4]

該fenjaan包括一個大鍋裡注滿水,一碗帶小孔的中心。當碗裡滿了水,它會沉入鍋內,經理將空碗裡,並再次把它放在水面上在鍋裡。他會記錄下碗沉沒通過把小石頭裝入瓶內的次數。 [4]

這裡的時鐘是坐落,其經理人,這個地方被統稱為khaneh fenjaan 。通常,這將是一個公共的房子,與西和東西向窗戶的頂層顯示日出和日落的時間。還有一個名為staryab或其他計時工具的星盤 ,但它主要用於迷信,是不切合實際的使用作為一個農民的日曆。該Zeebad Gonabad水鐘是在使用中,直到當它被取代現代的鐘錶1965。 [3]

埃及 [ 編輯 ]

最古老的水鐘,其中有物證日期為c。公元前1417年至1379年,在位期間阿蒙霍特普三世的地方是在使用寺阿門,重新的在卡納克。 [5]的水鐘的最古老的文檔16世紀公元前埃及法院官員阿門內姆哈特,其中確定了他作為它的發明者墓題詞。 [6] [7]這些簡單的水鐘,這是流出的類型,分別為石船與兩側傾斜,讓水在滴一個幾乎恆定的速率從底部附近一個小洞。有十二單獨列在裡面一貫間隔標記,以衡量“小時”的段落作為水位達到了他們。列是各十二個月 ,以便季節性小時的變化。這些時鐘,使用了祭司來確定時間在晚上,這樣的寺廟儀式和犧牲能在正確的時間執行。 [8]這些時鐘可以被用來在白天也是如此。

巴比倫 [ 編輯 ]

泥板
水鐘tablet.jpg
水鐘的計算由娜布APLA-iddina。
大小 H:8.2厘米(3.2)
W:11.8厘米(4.6)
D:2.5厘米(0.98)
寫作 楔形文字阿卡
創建 600BC-500BC
現在的位置 55間客房, 大英博物館
鑑定 29371

在巴比倫,水鐘是流出型的,並呈圓柱形。使用水鐘作為一種輔助手段,天文計算的歷史可以追溯到古巴比倫時期 約公元前2000-C。公元前1600年)。 [9]

雖然有來自美索不達米亞地區沒有倖存的水鐘,大部分證據的存在來源於著作的泥板 。兩個集合片劑,例如,是Enuma-阿努-恩利爾 (1600-1200 BCE)和MUL.APIN (公元前7世紀)。 [10]在這些藥片,水鐘在參照支付的夜晚使用和天手錶(後衛)。

這些時鐘是獨一無二的,因為他們沒有一個指標,如手(如通常用於今天)或槽槽口(如在埃及被使用)。相反,這些時鐘“的水流入的重量”,它測量的時間。 [11]的體積測量能力的單位叫做QA。重量, 法力值 (為約1磅希臘單元),是水的水鐘的重量。

要注意,在巴比倫次,時間測量顳小時是很重要的。所以,作為季節變化,所以做了一天的長度。 “定義的”夜巡“在夏至的長度,人們只好把兩費水成圓柱形漏壺,其排空指示的手錶月底一六一法力必須添加的每個成功的​​。半月。在春分,三法力不得不為了清空對應於一塊手錶,和四點被清空過冬冬至夜的每一款手錶。“ [11]

印度 [ 編輯 ]

N. Kameswara饒表明盆從挖掘摩亨佐達羅可能已被用來作為水鐘,它們逐漸變細的底部,有一個側面的孔,並且是類似於用於執行abhishekam的器具(倒聖水)上shivalingam 。 [12] N. Narahari ACHAR [13]蘇巴斯珏 [14]表明,在使用水鐘的古印度中提到的阿闥婆吠陀從第2個千年BCE。GhatiKapala(漏壺或水鐘)是指在Jyotisha Vedanga ,其中提到的水,其測量一個nadika(24分鐘)的量。一個更發達的漏壺的形式在Suryasiddhanta的第十三章,23所述 [15]那爛陀寺 ,一大學,每天四個小時,在晚上4小時由一個水鐘,其中包括一個銅碗測拿著兩個大型彩車在一個更大的碗裝滿了水。碗充滿了從一個小孔在其底部的水,它沉沒時完全填充,被劃上了鼓在白天的跳動。水的添加量與多變的季節,這個時鐘是由大學的學生工作。 [16]一個水鐘在占星家Varahimira的Pancasiddhantika(505)的描述增加了進一步的細節,在Suryasiddhanta提供的帳戶。由數學家給出的描述婆羅摩笈多在他的工作Brahmasphutasiddhanta與在Suryasiddhanta給出匹配。天文學家Lallacharya描述了這種儀器的細節。 [17]在實踐中,該尺寸是由實驗確定的。

中國 [ 編輯 ]

水動力機制蘇頌的天文鐘塔樓 ,設有一個漏壺箱, 水車擒縱機制, 鏈傳動來驅動的渾天儀和113個醒目的時鐘插孔聲音的時間,並顯示信息的斑塊

中國 ,以 ​​及整個東亞地區,水鐘是非常重要的研究天文學占星術 。最古老的參考日期使用水鐘在中國公元前6世紀。 [18]大約從公元前200年起,流出漏壺被替換幾乎無處不在中國通過與指示器桿承載在一個浮動的流入型。 [18]

桓譚 (公元前40 -公元30年),一名秘書在法院分管clepsydrae中寫道,他卻不得不為如何溫度和濕度影響其精確度與日晷比較clepsydrae,表明蒸發的影響,以及對溫度上在該水流動,被稱為在此時的速度。 [19]在976, 章司巽通過使用液態汞,而不是處理的水在clepsydrae在寒冷的天氣凍結的問題。 [20]同樣地,而不是使用水,早期明朝工程師詹西苑(約1360-1380)創建了一個沙從動輪時鐘,由週輸血改善後(公元前1530至1558年)。 [21]

使用clepsydrae的驅動機制說明天文現象始於張衡在117,誰也聘用(78-139) 水車[22] 張衡是第一個在中國增加水庫和流入之間的額外補償罐容器,它解決了下降的問題壓頭在儲液罐。 [18]張的巧思導致建立由易興 (683-727),梁Lingzan在一個時鐘水車聯動裝置驅動的725 擒縱機制。 [ 23]同樣的機制將被用於由蘇頌於1088年(一零二零年至1101年)來驅動他的天文鐘塔樓,以及一個鏈條傳動[24] 宋·蘇軾的鐘樓,超過30英尺(9.1米)高,擁有一個青銅動力驅動渾天儀的觀察,一個自動旋轉的天球儀 ,五前面板與門,允許改變的觀察模特的鐘聲敲響鑼或,並舉行片表示一天中的小時或其他特殊時期。

如今,在北京鼓樓流出漏壺是操作和顯示遊客。它是連接到自動機,使每刻鐘了一個人的小銅佛像拍著他的鈸。 [25]

希臘羅馬世界 [ 編輯 ]

一個19世紀初的說明[26] Ctesibius的從公元前3世紀漏壺的。的小時指示器上升水流英寸此外,一系列齒輪轉動的圓筒,以對應於時間的小時。

希臘 ,一個水鐘被稱為一個漏壺( 水賊)。希臘人大大通過解決流動日益減少的問題推進了水鐘。他們介紹了幾種類型的流入漏壺的,其中之一包括最早的反饋控制系統。 [27] Ctesibius發明了指標體系的典型後鐘如錶盤和指針。 [28]古羅馬工程師維特魯威描述早期鬧鐘,正在與鑼或喇叭。 [28]

常用的水鐘是簡單的流出漏壺。這個小甗曾在其一側的基地附近一個洞。在希臘和羅馬時代,這種類型的漏刻的使用在法庭上分配的時間段到揚聲器。在重要的情況下,當一個人的生命受到威脅,例如,有人填補。但是,對於更小的情況下,只有部分被填補。如果法律程序是出於任何原因,如檢查證件中斷,在漏壺孔停止用蠟,直至說話的是能夠恢復他的懇求。 [29]

在公元前4世紀時,漏壺是眾所周知的已被用來作為一個秒錶用於對客戶的拜訪規定一個時限雅典的妓院。 [30]稍後不久,早在公元前3世紀時, 古希臘醫師Herophilos就業便攜式漏壺上他家拜訪的亞歷山大衡量他的病人的脈搏,心跳。按年齡組憑經驗獲得的數據集比較速度,他能夠確定這種疾病的強度。 [30]

之間270 BCE和公元500年, 古希臘Ctesibius英雄亞歷山大阿基米德 )和羅馬 horologists天文學家正在開發更複雜的機械化水鐘。增加的複雜性,目的是調節流量,並在提供的時間流逝的發燒友顯示器。例如,一些水鐘敲響的鐘聲 ,而其他人打開門窗以示人,或移動俑指針和刻度盤。有些人甚至顯示星象的宇宙模型。公元前3世紀的工程師拜占庭菲羅提到在他的作品已經配備了擒縱機制,已知最早的同類。水鐘[31]

clepsydrae本發明的在這段時間內的最大的成就,但是,是因為在所用的時間的計時由Ctesibius與其結合的齒輪和一個刻度盤指示器,自動顯示時間全年改變天的長度,其天。

此外,希臘天文學家, Cyrrhus的安多尼古 ,監督他的Horologion的建設,今天被稱為風之塔 ,在雅典市場(或集會在第一個公元前1世紀的一半)。這八角 鐘塔顯示的學者和消費者雙方的日晷 ,機械小時指標。 -它的特點是24 小時的八風從哪個塔而得名機械化漏壺和指標,它顯示的季節年份和占星日期和時段。

伊斯蘭和阿拉伯世界的 [ 編輯 ]

鋁Jazari大象水鐘 (1206)。 [32]

中世紀伊斯蘭世界 (632-1280),使用水鐘已經從阿基米德其根源的崛起過程中亞歷山大埃及 ,並通過不斷的拜占庭 。水鐘由鋁Jazari ,但是,均計入換去“遠遠超出任何東西”的前面了他們。

在AL-Jazari的1206的論文中,他描述他的一個水鐘的大象時鐘 。時鐘記錄的時間時間的推移,這意味著流速不得不每天被改變以匹配長度不均勻天貫穿全年。要做到這一點,時鐘有兩個水箱,頂箱被連接到所述時間指示機制和底部被連接到所述流量控制調節器 。基本上,在黎明的抽頭被打開,並從頂部水箱流到底部罐經由保持在接收槽的恆定壓力的浮子調節器。 [33]

水動力自動城堡時鐘鋁Jazari ,12世紀。

最先進的水動力天文鐘鋁Jazari城堡時鐘 ,有些人認為是一個可編程的一個早期例子模擬計算機 ,1206。 [34]這是,這是約11英尺(3.4米一個複雜的設備)高,並有旁邊報時多種功能。它包含一個顯示的星座和太陽和月球的軌道,並在新月橫跨網關上方走過的形狀的指針,通過一個隱藏的車移動,並造成自動門打開,露出每一個模特,每隔一小時。 [35] [36]這是可能的重新編程白天和黑夜的長度,以佔晝夜一年四季不斷變化的長度,同時也介紹了五種音樂家自動機誰時自動播放音樂通過連接到水輪隱藏凸輪軸操作桿移動。 [34]城堡時鐘的其他組成部分包括一個浮動,一個主要水庫浮子室和流量調節器,板和閥槽,兩個滑輪,月牙盤顯示生肖,和兩個獵鷹自動放棄球入花瓶。 [37]

第一個水鐘採用複雜的分類和行星齒輪傳動系是由更早發明出來的阿拉伯工程師本·哈拉夫-Muradi伊斯蘭伊比利亞角1000。他的水鐘是由驅動水輪 ,因為也是幾個中國水鐘在11世紀的情況。 [38]比較水鐘建於大馬士革菲斯 。後者( 達累斯薩拉姆基地馬加納 )一直保持到今天,其機制已重建。歐洲第一個時鐘採用這些複雜的齒輪是由創造的天文鐘喬萬尼德唐迪在C。 1365。像中國,阿拉伯的工程師在當時還開發了一個擒縱 ,他們在他們的一些水鐘聘用機制。擒縱機構是在一個恆定的頭系統的形式,而沉重的花車被用來作為權數。 [38]

韓國 [ 編輯 ]

張詠-SIL的自我醒目的水鐘的不完全按比例縮小的模型

於1434年的朝鮮王朝(或在朝鮮 )時期,長安Yongsil(或張楊銀 ),禁衛後來法院首席工程師,構建了Jagyeongnu (自醒目的水時鐘或醒目的漏壺)為世宗大王 。是什麼讓Jagyeongnu自我引人注目的(或自動)是利用千斤頂工作機制,由其中三個木製的數字(插孔)擊中物體的信號的時間。這種創新不再需要人類的工人,被稱為“雞人”的依賴,不斷地補充它。通過1554,水時鐘從韓國傳到日本 。水鐘被使用,在整個亞洲也提高到了15世紀。

現代水鐘的設計 [ 編輯 ]

伯納德Gitton的時間流時鐘,顯示4:04時間

現在只有少數現代水鐘存在。 1979年,法國科學家伯納德Gitton開始創造他的時間流時鐘,這是一個現代的方法來的歷史版本。他獨特的玻璃管的設計可以在超過30個地點遍布世界各地,包括一名被發現在歐羅巴中心在似水流年的時鐘柏林 ,中心商業Milenis在瓜德羅普島的巨水鐘印第安納波利斯兒童博物館印第安納波利斯印第安納州和購物伊瓜特米在聖保羅阿雷格里港巴西

Gitton的設計依賴於重力供電的多個信標 ,例如,在一分鐘或小時顯示管中的水位之後到達時,溢流管開始充當虹吸,從而清空顯像管。實際的計時是由一個校準擺搭載了水流從時鐘的水庫管道完成。擺有附加一個精心構造的容器,這個測量的水,然後將其倒入顯示系統。

有水鐘等現代設計,包括皇家峽谷水鐘在科羅拉多州 ,在對Woodgrove商城納奈莫不列顛哥倫比亞省 ,在阿伯茨福德機場阿伯茨福德不列顛哥倫比亞省霍恩斯比漏刻悉尼澳大利亞

溫度,水的粘度,和時鐘精度 [ 編輯 ]

在其中的流體穿過的孔的速率取決於,其他條件相同,在粘性流體。約,流速是成反比的粘度。的粘度依賴於溫度液體通常成為隨著溫度的升高少粘性。相反的是氣體的真實。在有水的情況下,粘度由約7之間的零和100攝氏度的因素而變化。因此,一個水鐘會跑快了約七倍,在100℃比在0°C。水為約25%的粘性在20℃比在30℃,並在1攝氏度的溫度變化,在這種“ 室溫 “的範圍,產生約2%的粘度的變化。 [39]因此,一個水鐘,保持良好的時間在某個給定的溫度會獲得或失去每天約半小時,如果它是一攝氏度溫暖或涼爽。為了使它保持時間每天一分鐘之內就需要將在1/30℃(1/17華氏度)控制其溫度。沒有任何證據表明這是在古代完成的,所以古代水鐘(不像現代的鐘擺控制的一個如上所述)不能一直可靠準確的現代標準。

註釋 [ 編輯 ]

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Other topics on water clocks and related material
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外部鏈接 [ 編輯 ]