太陽鐘 

在歷史的長河中，天文學和計時學是相伴發(fā)展的，可以說有了天文學，也就有了計時學，計時儀器和天文儀器一樣，是經過漫長的發(fā)展歷程逐漸化的。zui古老的計時儀器是土圭、圭表和日晷，其原理是通過太陽的投影和方位計時，一般通稱太陽鐘。 
1.1土圭 
土圭是zui古老的計時儀器，是一種構造簡單，直立的地上的桿子用以觀察太陽光投射的桿影，通過桿影移動規(guī)律、影的長短，以定冬至、夏至日。“尚書·堯典”中記述土圭始于堯帝時期，即公元前2357-2258年，史學界認為“堯典”不是堯時寫的，是周代史官根據傳聞編寫，后經春秋戰(zhàn)國（公元前7~2世紀）時儒家陸續(xù)補訂而成。因此我們可以認為，至遲在公元前7世紀掌管天地四時的官吏已使用土圭分出二分二至，確定一年為366天。到殷商時代（公元前1520~1030年）測時已達到相當高的精度，其干支記日法一直延用到今天。 
1.2圭表 
由于土圭的構造簡單，不易掌握，所以逐漸發(fā)展為圭表。“隋書天文志”將圭表的創(chuàng)造追溯到公元6世紀：南北朝梁武帝天監(jiān)年間（公元503~519年）祖（祖沖之之子）造八尺高的銅圭表，觀測圭上表影的長短，測訂時間。但1965年江蘇儀征東漢墓（公元25~220年）出土了一件青銅鑄的圭表，這說明圭表的創(chuàng)制和使用要早于記載幾百年。待到“元史·天文志”對圭表的形制、構造、材質都有詳盡的記述。 
元初郭守敬按照圭表的原理在河南登封建立了高聳的觀星臺，在大都（今北京）設置了圭表。明正統二年至七年（公元1437~1442年）在北京古觀象臺建造圭表，清乾隆九年（公元1744年）重修并加以改進。古代圭表是用來判斷方向，測定季節(jié)，四季劃分和推算歷法，對農業(yè)生產發(fā)展起到重要作用。 
1.3日晷 
日晷又稱晷儀，也是觀測日影記時的儀器，它與圭表的區(qū)別是：圭表的根據日影的長短判別方向測定季節(jié)、全年日數和冬至、夏至就在的日子，推算歷法等；日晷的應用，主要是根據日影的位置，以當時的時辰或刻數，是我國古代較為普遍使用的計時儀器，但在史籍中卻少有記載，現在史料中zui早的記載是“漢書·律歷志·制漢歷”一節(jié)：太史令司馬遷建議共議“乃定東西，主晷儀，下刻漏”，而“漢書·藝文志”中列有晷書34卷，但僅存書名，而無內容。 
“隋書·天文志”中記載了耿詢的成就，“觀測日晷和刻漏，是測天地正儀象的根本”?！懊魇贰ぬ煳闹尽睂θ贞械男沃?，定時之法都有詳細的記載。較之圭表，它已復雜多了，可以說是一種真正的儀器了，發(fā)展到清代，不僅可以計時用，日晷本身已成為一件裝飾藝術品。 
中國太陽鐘的歷*，指極表或指極針的發(fā)現可上溯到公元前四世紀，而周漢之間的12時辰制是非常*的，在公元前四世紀以前已成為一種不變的時制。 
唐代的赤道式日晷，是所有日晷中計時zui準確的。后經阿拉件人或猶太人將其傳入西方，十七世紀時赤道式日晷風行于歐洲，人們稱它為“二分式日晷”。明末之后，中西各種日晷在社會上廣泛使用，種類之多，。山西姚喬林是十八世紀的日晷制作家，其流派遠播廣東。 
總之，太陽鐘橫跨人類歷史數千年，在使用中不斷發(fā)展和進步，為社會的發(fā)展，科學技術的進步起到了推動的作用，不僅可以計時，而且能求得標準時間，甚至可以校對現代的鐘表。 
日晷所測的是真太陽時或視太陽時，因為地球軌道偏心率以及地球傾角的影響，真太陽時和平太陽時是不一致的。因此，不依靠太陽測時的方法成為事實，而且更為重要。歐洲在十四世紀早期，機械鐘出現以前，主要靠日晷計時，而中國對水鐘或刻漏則十分重視，并發(fā)展成為一種文化，達到*的地步。為機械鐘表的誕生作了科學和技術上的準備。 
2.1水鐘 
水鐘在中國又叫做“刻漏”，“漏壺”。根據等時性原理，滴水記時有兩種方法，一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間（泄水型），另一種是底部不開口的容器，另一種是底部不開口的容器，記錄它用多少時間把水裝滿（受水型）。中國的水鐘，zui先是泄水型，后來泄水型與受水型同時并用或兩者合一。自公元85年左右，浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行，甚至到處使用。 
從公元二世紀張衡的時代，到公元六世紀耿詢的時代，使表演用的渾天儀和天球儀轉動起來的水鐘技術孕育了早期機械鐘的出現。公元25年，一行和梁令瓚發(fā)明了擒縱機構，這種裝置實質上就是早期的機械時鐘，早于歐洲六個世紀。中國的渾儀在長期的發(fā)展過程中往往形式上是天文觀測儀器，而本質上是時鐘裝置，因為從張衡的時代起，天文技術人員一直想做一種緩慢放置的齒輪，以便達到與天上的周日視運動步調一致。 
公元725年一行和梁令瓚實質上解決了這一難題，因此，*對設在宮中放置不停的天球（天文鐘）感興趣是毫不奇怪的。 
公元1088~1090年，蘇頌和他的同事們在開封建立的水運儀像臺是機械時鐘和觀測用渾儀的結合，在原理上是成功的，因此，可以說他比羅伯特、胡克先行六個世紀，比方和斐先行七個半世紀。 
2.2香篆鐘 
水鐘盡管是有發(fā)展前途的，但是古人仍在廣泛的領域進行不竭探索，在某些情況