最近谈《长安十二时辰》中的服饰和器物的文章比较多，但是这几天我又想到了一个非常有意思的话题：既然片名叫《长安十二时辰》，那么唐朝人是如何计算一天中的十二个时辰的呢？

其实在《长安十二时辰》这部剧中，靖安司就有一名专门负责计时的官员。几乎每一集，他都会报一次时，所以，整部剧的节奏实际上就是这位计时员带起来的。比如在最新的23集中，靖安司被龙波带着人给屠了，但幸存下来的他依然十分敬业，继续报时。

今天我就结合这部剧，给大家科普一下唐朝以及中国古代的计时方法。

《长安十二时辰》中的计时员

即便是最危险的时刻，他也保持报时

漏刻：从东汉开始，我国的漏刻计时日误差仅仅为20秒

中国古代最为常见的一种计时仪器叫做漏刻：带孔的壶叫漏，带有刻度的浮箭叫刻。所以，"漏"实际上就是用来计时的滴水、滴沙过程，刻就是刻度、标尺，用来看时间的。

在《长安十二时辰》当中，计时员的仪器我做了简单的标注：在右上角有一个莲花状的容器，这里显然是漏沙或者滴水的地方，沙或者水从流进下放的木桶，木桶中的水或沙逐渐上升，这样就会推动木桶上的刻度尺的上升。刻度尺上升时，只要看一下上面的刻度变化，就知道时间是多少了。

《长安十二时辰》剧照

早在新石器时期，我国就出现了漏刻。1983年，陕西商县新石器遗址中就出土了一只疑似为用来计时的漏壶。

陕西商县新石器时期漏壶

在政府当中，秦汉以后，朝廷一般就会有三套班子管理漏刻：一套归天文机构管理，一套归皇宫管，还有一套归太子管理。

在唐朝，光是管理漏刻计时的天文机构官员，就高达600多人。

1968年，湖北省满城出土了一个西汉的青铜漏刻。在这只漏刻内部，装置了非常先进的节流装置。这样一来，一只简简单单的漏壶，就能控制住水流的速度和大小，让计时趋于准确：

湖北满城出土的青铜漏刻

结合古籍的记载，以及出土的文物，我们当代人把漏刻大体上复原成这样子：

漏刻复原图

在复原照中，最下方的漏壶上有一个竖起来的"杆"，这其实就是刻度尺。随着下放水流的上升，刻度尺也会上升，这样人们就能清楚地看出现在是什么时间。

你可能会说：这么复杂的东西，民间肯定是用不了的吧？

民间也有民间的漏刻。比如晋代僧人惠远就利用虹吸现象发明了"莲花漏"。莲花漏体型小，制作简单，所以在民间比较流行，一般寺庙里面都会有一个这样的计时工具。

莲花漏复原图

那这种漏刻计时准确吗？

答案是：非常准确。

它实际上运用了许多物理学知识，非常复杂，作为文科生，我查了一些资料，但是看得不太懂，所以在这里就不班门弄斧了。有条件的朋友们可以去查一查。

我们现在根据古人的记载和考古发掘，以及现代技术的测定，发现了漏刻不仅准确，而且准确得可怕。

西方发明机械钟后，还存在一个严重的问题：机械钟不稳定，存在严重误差。误差最为严重的时候，一天就有2个小时，正常的误差也保持在20分钟左右。

最初的机械钟

但根据现代人的研究，我国西汉中期的漏刻计时的精确度，就已经比欧洲14世纪的机械钟要更高了。到了东汉，我国漏刻的误差一天一般在1分钟左右，皇家用的比较好的漏刻，误差一般在20秒。

这其实已经非常精确了。千万不要小看了这20秒，这20秒的误差，欧洲直到1657年发明摆钟之时，才真正把这点误差给克服了。

当然了，从长远来看，这也并非完全是优点。由于中国的文化和科学都比较早熟，许多东西早在秦汉时期就已经进入了"发达"阶段，只要维持现状就能很好地指导生活。所以，秦汉时期的漏刻技术，一直到清末都在使用。

西方传教士利玛窦和汤若望给中国带来了不少机械技术，但彼时依然被视为奇技淫巧

为什么用了这么久呢？正如刚才我所说，因为太"发达"了，只是这里的"发达"得打一个引号，它其实就是早熟的意思。

相比之下，欧洲人也有漏刻，但一直苦于漏刻技术的缺陷和计时的不准确，所以一大批科学家开始探索新的计时方法。1715年，英国人格兰汉姆改进了机械摆钟，把时间误差降低到了几秒，这才从真正意义上超越了中国两千多年前的误差。

但此时，从科学的角度来说，显然西方国家已经把因循守旧的中国人甩在身后了。

日晷：比钟表更精确的计时工具

日晷，"晷"读"鬼"，是太阳的影子的意思。

在《长安十二时辰》每一集的开始，都会出现日晷的形象。

《长安十二时辰》片头中的日晷

从图片中给我们能看出，日晷上写着子丑寅卯辰巳等标志时间的汉子，在这些汉字下又有初和正两个字。日晷的中心部位则是一个立起来的长针。

在日晷左上角我们可以看到长针的影子，形成了一条指针。指针正好落在了"戌正"上。

当指针指在戌正上，说明什么呢？戌正，代表的是晚上八点，戌初则是晚上七点。所以，戌指的是一个时辰，正和初我们就可以简单理解为一个小时，一刻，则是十五分钟。一天二十四个小时，合在一起就是十二个时辰。

日晷在古代运用特别广泛。

比如在故宫里面，就有许多日晷：

故宫中的日晷

有了它，皇帝和官员们、太监们就能随时知道时间了。

在1932年，河南洛阳也出土过一个日晷。这台日晷后来被传教士怀厦光带回了加拿大，现在收藏于加拿大安大略皇家博物馆。

河南洛阳出土的日晷

类似的东西中国还出土了不少。

但很多人可能很好奇，日晷为什么就能计时呢？这里面有何奥秘？

其实原理很简单：由于太阳同地球的距离是恒定的，而地球又处于自传的状态，所以，每天相同的时刻，阳光照在同一个地点的某个标杆上，所产生的影子是一样长的，影子的方向也是相同的。

所以，我们只要在日晷上刻上标志时间的刻度，再将它固定在一个稳定的位置，那只要天空出现太阳，只要指针能被照出影子，那根据影子的方向和长短，一天的时间就是可以被标注出来的。

《周髀算经》上就说：

所以，回到刚才的那张图，我们就能看出太阳影子的落脚点：

《长安十二时辰》剧照

落脚点在哪，就代表现在的时间是多少。

当然，你把日晷放在不同的位置，它的倾斜度是不一样的。要想时间准确，就必须计算角度问题。

比如，如果在赤道上放一个日晷，只需要将日晷平摊在地上就行了。

如果在其他位置，就需要保持指针同地平面的夹角，等同于日晷所在位置的纬度。同时，指针必须得指向北极星，与地球自转轴保持平行。这样一来，日晷计算时间就会比较准确。

《周髀算经》里面讨论了很多数学问题

唐朝的日晷使用也比较频繁。西安市新城广场就出土过一个唐朝的日晷。同其他日晷稍有区别的是，唐朝的日晷似乎内容更加丰富：

在这台日晷背面，一共存在13个小圆孔，小孔两侧写着二十四节气的名称。

新城广场出土日晷

我们现代人根据出土的文物推测，这台日晷不仅能准确地表示时间，而且在不同的日期，也能起到标注节气的作用。

不得不说，唐朝人在这方面还挺有创意的。

唐朝日晷背面图

最后再谈一谈误差问题和日晷的缺陷。

我们现代人所制作的机械表，包括大家使用的手表，其实都是有误差的。

但日晷就几乎没有误差。原因很简单：太阳对同一位置同一物体的照射所产生的阴影是恒定的。

不过可惜的是，日晷也有缺陷——假如遇上阴雨天，或者是晚上太阳落山了，那日晷就失去了作用。

没有阳光的时候就没有阴影

这时候我们只能采用漏刻来计时了。

遗憾的是，因为中国计时仪器过于早熟、先进，导致了后来的落后

我刚才其实也谈到了，中国的科学和文化比较早熟。早熟有早熟的好处，比如说，当我们现代人再回味古代文化的时候，立马就会觉得中国的祖先太厉害了，自豪感油然而生。

但太早熟，就导致了一个问题：很多好东西，早在两三千年前就已经比较完善了。那接下来的两千年接着用就是咯，干嘛去改进它呢？因此，科学的种子反而越来越少了。

隋朝的开皇年间，就有一个叫袁充的刺史向皇帝奉上自己新发明的晷影漏刻。显然，他是想讲日晷和漏刻结合在一起使用，但可惜的是，当时政府不仅没有采纳他的新发明，还将他猛批了一顿。

没找到袁充的画像，但在我心中差不多就长这样吧

直到唐朝建立后，唐朝的天文学家兼国师李淳风还在批评他"变改旧章"。

时至今日，我们才敢说袁充是一名伟大的科学家。但可惜的是现在真正认识他的人又有几个呢？

很少，或者说几乎没有。