漢代以後,中國唐代的梁靈贊和壹批僧人利用水力和齒輪,創造了精巧的計時工具:水上渾儀和計時器。另壹種水天文臺是由宋代天文學家蘇頌制作的。它大約有3英尺高,上下有7層。天文臺的頂層是壹個由龍柱支撐的渾天儀,用來觀星。二樓配有天球儀,露出半球,表示壹半在地上。球的另壹半藏在地平線下,日夜自動運行。在下面的五個木質建築中,壹樓有三個門。每個小時開始時,壹個穿紅衣服的木頭人會在左門按鈴。每隔壹小時,紫衣木頭人就會敲響右邊的門;每時每刻,綠木頭人在中間打鼓。在二樓,每個小時開始的時候,帶著時間標誌的木頭人會出現在中間的門裏。第三層是專用於刻字的時間,也會有帶牌子的木頭人。四樓的木頭人敲鐘報時,打多了。五樓的木頭人報日出了嗎?
元代的郭守敬專門做了壹個報時的儀器,和宋代的差不多。不同的是,它還配備了龍、虎、朱鹮、龜等四靈動物模型,每時每刻都會跳躍。
由此可見,古人已經懂得用尺子測量連續的時間。難怪民間有句諺語:“壹寸光陰壹寸金。”也就是說,時間可以用英寸來衡量。
漏壺有壹個缺點。每當天寒地凍的時候,水會結冰,就不起作用了,於是人們就用沙子代替水,成了“沙鐘”。它是壹個圓柱形的木制物件,由三根柱子組成,中間有兩個燒瓶狀的玻璃瓶。底部大而薄,兩瓶相對,有固定物相連。壹個瓶子裏裝滿了幹凈的沙子。要打開時鐘,只要把它倒過來。上面瓶子裏的沙子往下漏。當沙子全部漏入下瓶時,可以測短時間:10分鐘或30分鐘。每隔30分鐘,人們只要把“沙鐘”的瓶子倒過來,鐘就又“走”了!
元代銅壺滴水示意圖明代詹西元創造了壹種“五輪沙漏”,是壹種報時的機械鐘。主輪配有16砂鬥。當砂池中的沙子不斷漏入水桶中時,主輪受壓轉動,第二輪、第三輪、第四輪分別由小齒輪帶動,最後傳遞給水平轉動的中輪。中輪的長軸穿過壹個景觀板,長軸頂端裝有指針,指針隨長軸轉動。時間刻在風景盤上,指針轉動的地方就是當時的時間。中輪上的特殊裝置帶動景觀測量盤兩側的兩個木質數字準時響鈴報時。