准确的计时工具是现代科学的基础。

中国宋朝发明的水运仪象台是世界上最早的机械钟。估计也是元朝传入了西方。

作者:文午山
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北宋苏颂和韩公廉在1092 年主持的水运仪象台。它综合运用了水轮、漏壶、秤漏、连杆、齿轮传动、链传动、凸轮传动、筒车、浑象和浑仪等多种技术,借助水轮- 秤漏- 杆系擒纵机构控制水轮运转,集计时、演示和观测为一体,实际可称为一座小天文台,代表着中国古代机械设计制造技术的高水平。苏颂在宋元佑元年(公元1086年)开始设计,到元佑七年全部完成,整座仪器高约12米,宽约7米,是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中浑仪等为铜制。全台共分三隔。下隔包括报时装置和全台的动力机构等。中隔是间密室,放置浑象。上隔是个板屋,中放浑仪。动力系统的核心是枢轮和天柱,水能通过一级级的齿轮传递,分别用于带动浑仪、浑象和报时装置。每到一定时刻,报时装置中的木人都会击鼓和指示时间。水运仪象台建成约40年后,北宋灭亡,都城汴梁被金兵攻陷,水运仪象台也随之被毁。南宋时期,曾多次试图重建,但均以失败告终。

《新仪象法要》中的插图李约瑟(Joseph Needham)和王铃、普拉斯(DerekJ. Price)在1956 年《Nature》上发表《中国的天文时钟机构》,认为“中国天文时钟机构(clockwork)的传统和欧洲中世纪后期机械钟的祖先有更为密切的联系”。文章给出水运仪象台的机械传动图(下图),认为控制“枢轮”转动的机构是一种特殊的擒纵机构。

李约瑟、王铃和普拉斯推测的机械传动现在,已经有很多机构开始复原这项发明。1956 年,科学规划委员会与中国科学院召开研讨会,会议提出有必要复原北宋的水运仪象台。1957 年1 月中国科学院与文化部文物局指定王振铎负责复原工作。1958 年春,复原出1:5 的模型,藏于中国历史博物馆。2000年以来,厦门同安的苏颂公园和开封博物馆也相继复原了1:1的模型。