不斷添水這一工作又是件麻煩的事,因而就出現了多級漏壺,用上一級漏壺漏出的水來補充下一級漏壺的水位,使其保持基本穩定。顯然,這樣的補償壺越多,最下麵一個漏壺的水位就越是穩定。
東漢時期張衡做的漏水轉渾天儀裏用的是二級漏壺,晉代的記載中有三級漏壺,唐代的製度是四級漏壺。從理論上來說還可以再加,但實際上是不可能無限製地增加補償漏壺的數量的,因此保持水位穩定這一問題並未徹底解決。
宋代科學家燕肅邁出了關鍵性的一步,他拋棄了增加補償漏壺這一老路,采用漫流式的平水壺解決了曆史上長久未克服的水位穩定問題。這一發明在他製造的蓮花漏中第一次使用。
蓮花漏隻用兩個壺,叫“上匱”和“下匱”,其下匱開有兩孔,一在上,一在下,下孔漏水入箭壺,以示浮箭讀數,而從上孔漏出的水經竹注筒入減水盎。
隻要從上匱來的水略多於下匱漏入箭壺的水,下匱的水位就會不斷升高,當要高於孔時,多餘的水必然經上孔流出,使下匱的水位永遠穩定在上孔的位置上,這就起了平定水位的作用,使下匱漏出的水保持穩定。
蓮花漏的發明和使用,是漏壺發展史上的重大成就。自宋代以後,蓮花漏廣泛應用於漏壺中,甚至發展成二級平水壺,使穩定性更加提高。
在解決水位穩定的漫長歲月中,對其他影響漏水精度的問題也做出了許多改進。
其中有保持水溫、克服溫度變化影響水流的順澀;采用玉做漏水管,克服銅管久用鏽蝕的問題;渴鳥即虹吸管的使用,克服了漏孔製造的困難;用潔淨泉水,克服水質影響流速;采用控製漏水裝置“權”,調節流水速度等。這些無疑也是我國漏壺發展史上的成就。
由於曆代科學家的不懈努力,漏壺技術得到了很大發展。對於漏壺精度,我國古代很早就知道用測日影和觀測恒星的方法同漏刻作比對,以校準漏刻。
[旁注]
氏族公社 原始社會的基本單位,以生產資料公有製為基礎、以血緣紐帶和血統世係相聯結的社會組織形式。曾普遍存在於世界各地的原始社會中,是人類社會發展的必經階段。隨著社會生產力和勞動分工的發展,母係氏族公社逐漸被父係氏族公社所取代。
雲母片 雲母是一種造岩礦物,通常呈假六方或菱形的板狀、片狀、柱狀晶形。在工業上用得最多的是白雲母,其次為金雲母。天然雲母片是厚片雲母經過剝分、定厚、切製、鑽製或衝製而成,具有一定厚度、一定形狀的雲母零件。因其材料為天然礦製品,具有無汙染、絕緣、耐電壓性能好的特點。
燕肅 (991年~1040年)。北宋時期畫家、科學家。學識淵博,精通天文物理,有指南車、記裏鼓、蓮花漏等儀器的創造發明,著有《海潮論》,繪製《海潮圖》以說明潮汐原理。工詩善畫,以詩入畫,意境高超,為文人畫的先驅者。
[閱讀鏈接]
司馬穰苴是齊景公時人,曾以將軍銜準備率兵抵禦燕晉兩國的軍隊。出征前,他與監軍莊賈約定,明天正午在軍門外會麵。
第二天,司馬穰苴先驅車到達軍營,擺設好觀日影計時的木表和滴水計時的漏壺等待莊賈。莊賈一向傲慢自大並不著急。正午的時候莊賈沒有到,司馬穰苴就推倒木表,倒掉漏壺裏的水。到了傍晚,莊賈才到。司馬穰苴責問之後,將其斬首,三軍皆震,人人爭取奔赴戰場。
燕晉兩軍聽說了這種情況,立刻撤兵了。