汉代人如何计时，漏刻和圭表各用在什么场合，精度差距有多大？

长安城里，太史令掌管着两套仪器，脾气各不相同。靠水的那套不挑时候，阴天夜里照样跑；靠影的那套则要等太阳出来才肯开口说话。

两套同时运转，经常得出两个答案。这就是汉代人的计时现实，没有简单的破题方法。

圭表的原理可以用一句话说完：立一根竿子，量它的影子。

表就是那根竿子，垂直立在地上；圭是摆在地面的刻度板，从表脚向正北方伸出去，专门量影长。

汉代沿用的标准是周代传下来的"八尺之表"，几百年没怎么变过。

这个高度不是随便定的，过矮了影子偏短，读数误差容易放大；过高了竿子受风容易晃动，读数同样靠不住。八尺是前人反复摸索出来的一个平衡点。

影子最短的那一刻是正午。

这个判断没有水分，只要天晴，圭表在正午前后给出的读数就相当可靠。

连续记录一整年的影长变化，最长的那天是冬至，最短的是夏至。农时安排、节气校准、历法推算，圭表是数据的源头。

汉武帝太初元年（前104年）的历法大改，主持者落下闳、邓平、唐都等人反复测量冬至影长，把冬至时刻推算得比前代精准了一截，新历法才有底气颁行。

《太初历》这次改历，圭表的贡献居于核心。

但圭表有一个彻底绕不过去的局限：只认太阳。

阴天没有影子，夜里也没有影子。要是连续几天下雨，它就完全停摆。朝廷政务不能等太阳出来再开始，军营换防也不能等到晴天再计时。

漏刻填补的，正是圭表够不到的那大半段时间。

漏刻的基本部件是漏壶和刻箭。

漏壶里装水，底部开一个细孔，水缓缓漏出去，下方的容器接住；刻箭是一根浮在水面上的标杆，随着接水容器的水位升降，箭上标注的刻度线就代表当前的时刻。

看箭上的数字，就知道现在是什么时辰、走到了第几刻。

汉代把一天划成一百刻，每刻大约相当于今天的十四分多钟。

这一百刻按昼夜长短来分配，不是固定不变的，夏天白天长，分给白昼的刻数多一些；冬天夜晚长，分给夜间的刻数多一些。

这套分配方案，来自圭表观测日影后算出的日出日落数据，圭表和漏刻在这里就已经绕在一起了。

原理看起来直白，麻烦藏在细节里。

天冷水黏，流速会慢下来；天热水稀，流速会加快。

漏孔用久了容易积存水垢，孔径慢慢缩小，流量随之减少。

漏壶里水位高的时候水压大，流得快；水少了压力减小，同一只壶在一天之内的流速也不是始终一致的。这几个因素加在一起，漏刻在一天之内实际上跑的并非匀速。

汉代工匠想过补救的办法。

在主漏壶上方再加一只补给壶，让主壶的水位维持相对稳定，减小水压波动带来的误差。这是硬件层面能做的最主要的改进，后来演变成多级漏壶的标准配置。

但气温的干扰，没有很好的手段去抵消，冬季的运行稳定性普遍不如夏季，这在当时算公认的技术缺陷。

所以太史令要定期用圭表校准漏刻。

晴天正午，圭表给出当时最可靠的正午时刻，对照漏刻的当前读数，把积累的偏差修回来。这道程序，大概就是汉代意义上的"对表"。

没有圭表这个基准，漏刻会越走越歪，且无法自行发现。

两套仪器叠在一起用，精度的差距会慢慢显出来。

圭表测正午，是靠影长最短这个物理极值来锚定时刻的。只要观测者有足够耐心，反复比对影长的变化趋势，误差控制在几分钟以内是可能的。

当然，影子边缘在现实中是模糊的，肉眼判断极小值有自身的局限，风、地面平整程度等外部因素也会带进偏差。

但在条件理想的情况下，这是当时单次时刻测量里精度最高的手段。

漏刻则难以达到这个精度。

在维护正常、气温稳定的条件下，漏刻在一个时辰内累积的误差大致在半刻到一刻之间，换算成今天的时间单位，大约是七到十五分钟的范围。

遇上气温骤变，或者漏壶长期疏于维护，偏差还会更大。

但这个精度，对汉代的日常运转来说已经够用了。

卯时宫门该开，漏刻告诉守门官什么时候动手；百官散值，漏刻报时；军营换岗、驿站交班，同样靠漏刻来把握节点。

漏刻是行政和军事体系的时间依赖，圭表做不到这一点，它只能站在固定的地方，等着太阳配合。

两套仪器之间的分工，大致可以这样概括：圭表负责校准，漏刻负责日常报时。圭表是锚，漏刻是走时的那套机制。

两者缺一个，时间体系要么持续漂移，要么对着夜晚和阴天束手无策。

参考来源
班固等：《汉书·律历志》，中华书局标点本
薄树人主编：《中国天文学史》，科学出版社，1981年
陈美东：《中国科学技术史·天文学卷》，科学出版社，2003年