在北京城中軸線(xiàn)的北端，屹立著古老的鼓樓和鐘樓。暮鼓晨鐘雖已不再鳴響，但看到它們，依然讓人想到悠悠流逝的時(shí)間。

北京鐘樓、鼓樓的運(yùn)行遵行“司時(shí)儀器計(jì)時(shí)，更鼓依時(shí)定更，大鐘依更報(bào)時(shí)”的模式。司時(shí)儀器安放于鼓樓二層，從元至清先后使用過(guò)碑漏、刻漏、時(shí)辰香等三類(lèi)計(jì)時(shí)工具，計(jì)量著古老北京城的“北京時(shí)間”。

碑漏：滾動(dòng)計(jì)時(shí)

《元史》記載北京鼓樓碑漏“以木為之，其形如碑，故名碑漏，內(nèi)設(shè)曲筒，鑄銅為丸，自碑首轉(zhuǎn)行而下，鳴鐃以為節(jié)”。即它的外觀(guān)像是一塊碑，用木頭制成；內(nèi)部設(shè)置自上而下呈“之”字形連接的銅管；碑首上端設(shè)投球孔和一個(gè)可以?xún)?chǔ)存若干銅制小球的儲(chǔ)球筒。

碑漏是一個(gè)半自動(dòng)化系統(tǒng)：首先由人工打開(kāi)儲(chǔ)球筒的開(kāi)關(guān)，第一個(gè)銅球滾出后，開(kāi)關(guān)自動(dòng)合上，球沿之字形銅管滾行而下，直至撞擊位于碑漏底部銅鐃。銅鐃被撞擊后發(fā)出響聲進(jìn)行報(bào)時(shí)，并觸發(fā)與之相連的機(jī)關(guān)，帶動(dòng)碑漏上部的儲(chǔ)球筒打開(kāi)，第二個(gè)銅球滾行而下。以此類(lèi)推，循環(huán)往復(fù)。每個(gè)銅球的滾動(dòng)時(shí)間為24秒，36個(gè)金屬球需用14.4分鐘，即1古刻，3600個(gè)金屬球滾行完畢正好為24小時(shí)。這一計(jì)時(shí)方式晝夜都能使用，也不受溫度和濕度影響，展現(xiàn)了古人在精密計(jì)時(shí)上所取得的卓越成就。

刻漏：滴漏計(jì)時(shí)

北京鼓樓所用的刻漏相傳為宋代遺物，由三級(jí)漏壺、收水壺及箭尺、鐃神所組成。漏壺從上到下依次名為天池、平水、萬(wàn)分，各壺下端中心處設(shè)一龍嘴，將上一級(jí)漏壺的水向下一級(jí)漏壺流送，通過(guò)這種方式讓流入收水壺的水流更加穩(wěn)定。箭尺是刻漏中用以指示時(shí)間的標(biāo)尺，放置于收水壺中，隨著壺中水面上漲而浮升，顯露不同時(shí)間刻度。收水壺頂部設(shè)雙龍抱扶箭尺，每到一刻，收水壺的機(jī)械裝置就啟動(dòng)鐃神擊鐃8下。銅壺中以水滿(mǎn)為度，隨時(shí)增添用水，冬天則用溫水。

北京鼓樓的刻漏兼具計(jì)時(shí)和報(bào)更兩個(gè)功能，玄機(jī)在其所用的箭尺上。“五更制”是中國(guó)獨(dú)特的夜間計(jì)時(shí)制度，即將每天日落（昏）到日出（曉）之間的時(shí)間稱(chēng)為“夜”，將其均分為5份，每份為一“更”。由于冬夏晝夜長(zhǎng)短不一，所以“更”的絕對(duì)時(shí)長(zhǎng)也是變化的。箭尺的頂端標(biāo)記有“第某箭，由某某日用至某某日”字樣，下部左邊為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)尺（每箭相同），右邊為五更標(biāo)尺（每箭都不同）。一年之中需要根據(jù)晝夜的長(zhǎng)短變化換用相對(duì)應(yīng)的箭尺，北京位于北緯40度左右，根據(jù)元代《授時(shí)歷》的記載，冬夏二至之間晝夜長(zhǎng)短差值為24刻，每差“一刻”需更換一箭（隨刻改箭），因此共有25支箭尺。

時(shí)辰香：燃燒計(jì)時(shí)

時(shí)辰香又稱(chēng)“更香”，是指標(biāo)上了時(shí)間刻度的香，是一種使用便利、成本較低的計(jì)時(shí)工具。計(jì)時(shí)用的更香質(zhì)地、粗細(xì)要均勻，才能保證燃燒時(shí)間勻速可控、實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。清代鼓樓所用的時(shí)辰香就是由“欽天監(jiān)所掌”。

為使用方便，通常把時(shí)辰香做得很長(zhǎng)，盤(pán)起來(lái)，可燃燒幾個(gè)小時(shí)，甚至幾天或十幾天。有時(shí)，為強(qiáng)調(diào)某一時(shí)刻的重要性，在相應(yīng)刻度地方垂掛一個(gè)棉線(xiàn)綁定的金屬小球，香燃燒至此時(shí)將棉線(xiàn)燒斷，小球掉落至下部托盤(pán)中發(fā)出清脆的響聲，便有了自動(dòng)報(bào)時(shí)的效果。

（作者為北京中軸線(xiàn)展陳體系編制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、清城睿現(xiàn)數(shù)字科技研究院院長(zhǎng)）

授時(shí)中心的北京時(shí)間

我們國(guó)家幅員遼闊，橫跨5個(gè)時(shí)區(qū)，為了統(tǒng)一管理以及方便人們的日常生活，將全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間定在首都北京所在的東八區(qū)區(qū)時(shí)，即東經(jīng)120度經(jīng)線(xiàn)所在的地方時(shí)，也就是“北京時(shí)間”。

那北京時(shí)間是如何產(chǎn)生的？

北京時(shí)間的產(chǎn)生離不開(kāi)原子鐘。原子鐘是利用原子內(nèi)部量子躍遷產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行時(shí)間測(cè)量，可以分為守時(shí)型原子鐘和基準(zhǔn)型原子鐘。守時(shí)型原子鐘環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠常年連續(xù)可靠運(yùn)行，用于連續(xù)產(chǎn)生和記錄時(shí)間信號(hào)。基準(zhǔn)型原子鐘則更為精準(zhǔn)。目前，我國(guó)使用了40多臺(tái)連續(xù)運(yùn)行的不同類(lèi)型的守時(shí)型原子鐘，綜合產(chǎn)生穩(wěn)定的原子時(shí)。然后，利用銫原子噴泉鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，產(chǎn)生既穩(wěn)定又準(zhǔn)確的原子時(shí)。

原子時(shí)穩(wěn)定精準(zhǔn)，但是沒(méi)有確切的時(shí)刻含義。基于地球自轉(zhuǎn)的世界時(shí)則相反，它的秒長(zhǎng)不夠穩(wěn)定，但是它的時(shí)刻對(duì)應(yīng)著太陽(yáng)在天空中的特定位置，反映著地球在空間自轉(zhuǎn)角度的變化，與地極坐標(biāo)等一起構(gòu)成地球定向參數(shù)，與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。

1958年1月1日零時(shí)， “原子時(shí)”開(kāi)始啟用，那一瞬間“原子時(shí)”和“世界時(shí)”重合，隨后各自獨(dú)立運(yùn)行。隨著時(shí)間的推移，兩者差異越來(lái)越大，“世界時(shí)”逐漸變慢。為了解決這一問(wèn)題，人們引入另外一種非常重要的時(shí)間尺度，叫“協(xié)調(diào)世界時(shí)”。它采用原子時(shí)的秒長(zhǎng)，也就是說(shuō)與原子時(shí)保持同樣的速率，在時(shí)刻上逼近世界時(shí)，逼近的方法就是“跳秒”。當(dāng)它與世界時(shí)的偏差接近0.9秒時(shí)，全世界在同一時(shí)間，統(tǒng)一對(duì)協(xié)調(diào)世界時(shí)進(jìn)行加1秒或減1秒的調(diào)整，這就是我們所說(shuō)的“閏秒”。1972年，協(xié)調(diào)世界時(shí)正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

目前，國(guó)家授時(shí)中心的原子鐘每天參與國(guó)際比對(duì)，以實(shí)現(xiàn)北京時(shí)間與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的一致性，然后再由授時(shí)系統(tǒng)發(fā)播到全國(guó)。

（張首剛 本報(bào)記者高炳采訪(fǎng)整理）