第三十九章：钟表
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随着王奔出面。
很快，因刘建拿童子试第一的风波，也算告一段落。
而布政使张绅也在看了刘建的试卷后。
同意了王奔的请求。
刘建就这么得到了一个更进一步的机会。
当然虽然风波已经解除。
然暗流还是没有停下。
很多人都等着学院开学之时。
准备看刘建出丑的笑话。
而此事的主角刘建。
确根本没有受到风波的影响。
自童子试后。
刘建并未放松。
依然每日把自己关在书房之内。
倒不是刘建勤奋好学。
而是刘建又在拿着白纸，设计着。
所设计之物，正是在考场之上，一闪而过的钟表。
如今的大明，实际上已有报时计时装置。
如圭表，刻漏，沙漏，水运仪象台，灯漏等等。
圭表是古代汉族工匠匠人发明的度量日影长度的一种天文仪器，圭表直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表，正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭，当太阳照着表的时候，圭上出现了表的影子，根据影子的方向和长度，就能读出时间。
刻漏又称漏刻，漏壶，是一种漏水计时器，漏壶主要有泄水型和受水型两类，早期的刻漏多为泄水型，水从漏壶底部侧面流泄，使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间，
后来创造出受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。
为了获得恒定的流量，首先应使漏壶的水位保持恒定，其次，向受水壶注水的水管截面面积必须固定，水管采用渴鸟原理，也就是虹吸原理，便于调整和修理。
因刻漏冬天水易结冰，故有改用流沙驱动的，这便是沙漏，《明史·天文志》载明初詹希元创造有五轮沙漏。
后来周述学加大了流沙孔，以防堵塞，改用六个轮子。
宋濂所著《宋学士文集》记载了沙漏结构，有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数，并说第五轮的轴梢没有齿，而装有指示时间的测景盘。
水运仪象台是北宋时期苏颂，韩公廉等人发明制造的以漏刻水力驱动的，集天文观测，天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器。
水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点，尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处。
在机械结构方面，采用了民间使用的水车，筒车，桔槔，凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测，演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。
最后便是灯漏，也被称为大明殿灯漏，是中国钟表史上最为著名的计时仪器之一，由元代著名科学家郭守敬创制。
它的工作原理属漏水计时，而造型似宫灯，放置于皇宫的大明殿，所以称之为大明殿灯漏。
《元史·天文志》对它有专条记叙。
灯漏之制，高丈有七尺，架以金为之，其曲梁之上，中设云珠，左日右月，云珠之下，复悬一珠。梁之两端，饰以龙首，张吻转目，可以审平水之缓急，中梁之上，有戏珠龙二，随珠俯仰，又可察准水之均调，凡此皆非徒设也，灯球杂以金宝为之，内分四层，上环布四神，旋当日月参辰之所在，左转日一周，次为龙虎乌龟之象，各居其方，依刻跳跃，铙鸣以应于内，又次周分百刻，上列十二神，各执时牌，至其时，四门通报，又一人当门内，常以手指其刻数，下四隅，钟鼓钲铙各一人，一刻鸣钟，二刻鼓，三钲，四铙，初正皆如是，其机发隐于柜中，以水激之。
虽然各种计时古已有之，而且比西方先进许多。
著名科技史专家英国的李约瑟博士在研究了欧洲钟表与中国宋代水运仪象台后，曾在他的《中国天文钟》一文中断言中国天文钟是欧洲中世纪天文钟的直接祖先。
欧洲最早出现机械钟是1320～1350年间。
不过对于刘建来说，这些工具，对自己并没多少用处。
因为无论是哪种计时工具。
都只能记录时辰和时刻两种。
而刘建需要的，是要精确到分，秒才行。
所以刘建也就只能打破常规，重新设计了。
故而自童子试后，刘建就将自己关在了书房内。
除去研究一些能够找来的华夏古代计时器的书籍外。
刘建还思索着后世的摆钟和怀表，手表的结构构造。
后世的钟盘，大多是以小时，分，秒三种计时。
一小时就相当于如今的半个时辰。
所以就刘建来说，直接将表盘指针设计成时辰针，分针，秒针即可。
一圈还是六十分，六十秒，而时辰一圈六个时辰。
如此就可以细分为上午和下午了。
反正按照时辰和小时对照，子时是23～1点，丑时是1～3点，寅时是3～5点，卯时是5～7点，辰时是7～9点，巳时是9～11点，午时是11～13点，未时是13～15点，申时是15～17点，酉时是17～19点，戌时是19～21点，亥时是21～23点。
以此为准设计表盘完全不是问题。
内部在按照摆钟，怀表结构，设计各种齿轮，擒众器等结构。
一个完整的钟表不就完成了嘛。
反正现在有了钢铁，以此打造大型摆钟完全不是问题。
把各种部件打造大一些即可。
虽然精加工还不能做到。
但是找一些手艺精湛的铁匠，进行小零件打造。
怀表也不是问题。
这些并未困扰刘建。
然而刘建在设计之时，还是犯了难。
到不是钟表设计问题。
而是以后刘建肯定会推广化学，物理，高等数学等学科。
特别是物理，数学，那什么千米每小时，分每秒这类单位，就让刘建犯了难。
到时候要是变成千米每半个时辰。
给人感觉就是怪怪的，也不方便。
难道要小时和时辰一起用？
反正用拉丁那套肯定不行。
刘建一边设计着，一边思索着。
钟表设计，目的就是精确计时。
要是这些没法解决。
要钟表何用。
有了这些精确到分秒的钟表。
不仅可以精确查看时间。
还能方便各种精确计算。
推广物理，化学，数学，也更方便一些。
但是按照时辰，小时，分，秒四个指针来设计。
又太复杂了。
分针和秒针肯定要留着，小时和时辰只能用一个。
难道用时刻的方法。
时刻刘建不打算设立指针。
反正十五分钟就是一刻钟。
走十五分钟来计时时刻也可以。
所以时刻针一开始就被刘建放弃。
但是要是因为小时而放弃时辰。
刘建就不愿意了。
这不就代表放弃了自己的十二时辰，去采用二十四小时制吗。
所以小时和时辰，只能留时辰。
但是以后如何来计算呢。
刘建思索着。
随着王奔出面。
很快，因刘建拿童子试第一的风波，也算告一段落。
而布政使张绅也在看了刘建的试卷后。
同意了王奔的请求。
刘建就这么得到了一个更进一步的机会。
当然虽然风波已经解除。
然暗流还是没有停下。
很多人都等着学院开学之时。
准备看刘建出丑的笑话。
而此事的主角刘建。
确根本没有受到风波的影响。
自童子试后。
刘建并未放松。
依然每日把自己关在书房之内。
倒不是刘建勤奋好学。
而是刘建又在拿着白纸，设计着。
所设计之物，正是在考场之上，一闪而过的钟表。
如今的大明，实际上已有报时计时装置。
如圭表，刻漏，沙漏，水运仪象台，灯漏等等。
圭表是古代汉族工匠匠人发明的度量日影长度的一种天文仪器，圭表直立于平地上测日影的标杆和石柱，叫做表，正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭，当太阳照着表的时候，圭上出现了表的影子，根据影子的方向和长度，就能读出时间。
刻漏又称漏刻，漏壶，是一种漏水计时器，漏壶主要有泄水型和受水型两类，早期的刻漏多为泄水型，水从漏壶底部侧面流泄，使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间，
后来创造出受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。
为了获得恒定的流量，首先应使漏壶的水位保持恒定，其次，向受水壶注水的水管截面面积必须固定，水管采用渴鸟原理，也就是虹吸原理，便于调整和修理。
因刻漏冬天水易结冰，故有改用流沙驱动的，这便是沙漏，《明史·天文志》载明初詹希元创造有五轮沙漏。
后来周述学加大了流沙孔，以防堵塞，改用六个轮子。
宋濂所著《宋学士文集》记载了沙漏结构，有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数，并说第五轮的轴梢没有齿，而装有指示时间的测景盘。
水运仪象台是北宋时期苏颂，韩公廉等人发明制造的以漏刻水力驱动的，集天文观测，天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器。
水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点，尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处。
在机械结构方面，采用了民间使用的水车，筒车，桔槔，凸轮和天平秤杆等机械原理，把观测，演示和报时设备集中起来，组成了一个整体，成为一部自动化的天文台。
最后便是灯漏，也被称为大明殿灯漏，是中国钟表史上最为著名的计时仪器之一，由元代著名科学家郭守敬创制。
它的工作原理属漏水计时，而造型似宫灯，放置于皇宫的大明殿，所以称之为大明殿灯漏。
《元史·天文志》对它有专条记叙。
灯漏之制，高丈有七尺，架以金为之，其曲梁之上，中设云珠，左日右月，云珠之下，复悬一珠。梁之两端，饰以龙首，张吻转目，可以审平水之缓急，中梁之上，有戏珠龙二，随珠俯仰，又可察准水之均调，凡此皆非徒设也，灯球杂以金宝为之，内分四层，上环布四神，旋当日月参辰之所在，左转日一周，次为龙虎乌龟之象，各居其方，依刻跳跃，铙鸣以应于内，又次周分百刻，上列十二神，各执时牌，至其时，四门通报，又一人当门内，常以手指其刻数，下四隅，钟鼓钲铙各一人，一刻鸣钟，二刻鼓，三钲，四铙，初正皆如是，其机发隐于柜中，以水激之。
虽然各种计时古已有之，而且比西方先进许多。
著名科技史专家英国的李约瑟博士在研究了欧洲钟表与中国宋代水运仪象台后，曾在他的《中国天文钟》一文中断言中国天文钟是欧洲中世纪天文钟的直接祖先。
欧洲最早出现机械钟是1320～1350年间。
不过对于刘建来说，这些工具，对自己并没多少用处。
因为无论是哪种计时工具。
都只能记录时辰和时刻两种。
而刘建需要的，是要精确到分，秒才行。
所以刘建也就只能打破常规，重新设计了。
故而自童子试后，刘建就将自己关在了书房内。
除去研究一些能够找来的华夏古代计时器的书籍外。
刘建还思索着后世的摆钟和怀表，手表的结构构造。
后世的钟盘，大多是以小时，分，秒三种计时。
一小时就相当于如今的半个时辰。
所以就刘建来说，直接将表盘指针设计成时辰针，分针，秒针即可。
一圈还是六十分，六十秒，而时辰一圈六个时辰。
如此就可以细分为上午和下午了。
反正按照时辰和小时对照，子时是23～1点，丑时是1～3点，寅时是3～5点，卯时是5～7点，辰时是7～9点，巳时是9～11点，午时是11～13点，未时是13～15点，申时是15～17点，酉时是17～19点，戌时是19～21点，亥时是21～23点。
以此为准设计表盘完全不是问题。
内部在按照摆钟，怀表结构，设计各种齿轮，擒众器等结构。
一个完整的钟表不就完成了嘛。
反正现在有了钢铁，以此打造大型摆钟完全不是问题。
把各种部件打造大一些即可。
虽然精加工还不能做到。
但是找一些手艺精湛的铁匠，进行小零件打造。
怀表也不是问题。
这些并未困扰刘建。
然而刘建在设计之时，还是犯了难。
到不是钟表设计问题。
而是以后刘建肯定会推广化学，物理，高等数学等学科。
特别是物理，数学，那什么千米每小时，分每秒这类单位，就让刘建犯了难。
到时候要是变成千米每半个时辰。
给人感觉就是怪怪的，也不方便。
难道要小时和时辰一起用？
反正用拉丁那套肯定不行。
刘建一边设计着，一边思索着。
钟表设计，目的就是精确计时。
要是这些没法解决。
要钟表何用。
有了这些精确到分秒的钟表。
不仅可以精确查看时间。
还能方便各种精确计算。
推广物理，化学，数学，也更方便一些。
但是按照时辰，小时，分，秒四个指针来设计。
又太复杂了。
分针和秒针肯定要留着，小时和时辰只能用一个。
难道用时刻的方法。
时刻刘建不打算设立指针。
反正十五分钟就是一刻钟。
走十五分钟来计时时刻也可以。
所以时刻针一开始就被刘建放弃。
但是要是因为小时而放弃时辰。
刘建就不愿意了。
这不就代表放弃了自己的十二时辰，去采用二十四小时制吗。
所以小时和时辰，只能留时辰。
但是以后如何来计算呢。
刘建思索着。