1太陽(yáng)鐘在歷史的長(zhǎng)河中，天文學(xué)和計(jì)時(shí)學(xué)是相伴發(fā)展的，可以說(shuō)有了天文學(xué)，也就有了計(jì)時(shí)學(xué)，計(jì)時(shí)儀器和天文儀器一樣，是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程逐漸精確化的。最古老的計(jì)時(shí)儀器是土圭、圭表和日晷，其原理是通過(guò)太陽(yáng)的投影和方位計(jì)時(shí)，一般通稱太陽(yáng)鐘。

　　1.1土圭土圭是最古老的計(jì)時(shí)儀器，是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單，直立的地上的桿子用以觀察太陽(yáng)光投射的桿影，通過(guò)桿影移動(dòng)規(guī)律、影的長(zhǎng)短，以定冬至、夏至日。“尚書·堯典”中記述土圭始于堯帝時(shí)期，即公元前2357-2258年，史學(xué)界認(rèn)為“堯典”不是堯時(shí)寫的，是周代史官根據(jù)傳聞編寫，后經(jīng)春秋戰(zhàn)國(guó)（公元前7~2世紀(jì)）時(shí)儒家陸續(xù)補(bǔ)訂而成。因此我們可以認(rèn)為，至遲在公元前7世紀(jì)掌管天地四時(shí)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(shí)代（公元前1520~1030年）測(cè)時(shí)已達(dá)到相當(dāng)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(gòu)造簡(jiǎn)單，不易掌握，所以逐漸發(fā)展為圭表?！八鍟煳闹尽睂⒐绫淼膭?chuàng)造追溯到公元6世紀(jì)：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(cè)圭上表影的長(zhǎng)短，測(cè)訂時(shí)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(shuō)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(duì)圭表的形制、構(gòu)造、材質(zhì)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(tái)，在大都（今北京）設(shè)置了圭表。明正統(tǒng)二年至七年（公元1437~1442年）在北京古觀象臺(tái)建造圭表，清乾隆九年（公元1744年）重修并加以改進(jìn)。古代圭表是用來(lái)判斷方向，測(cè)定季節(jié)，四季劃分和推算歷法，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要作用。 1.3日晷日晷又稱晷儀，也是觀測(cè)日影記時(shí)的儀器，它與圭表的區(qū)別是：圭表的根據(jù)日影的長(zhǎng)短判別方向測(cè)定季節(jié)、全年日數(shù)和冬至、夏至就在的日子，推算歷法等；日晷的應(yīng)用，主要是根據(jù)日影的位置，以指定當(dāng)時(shí)的時(shí)辰或刻數(shù)，是我國(guó)古代較為普遍使用的計(jì)時(shí)儀器，但在史籍中卻少有記載，現(xiàn)在史料中最早的記載是“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(wú)內(nèi)容?！八鍟ぬ煳闹尽敝杏涊d了耿詢的成就，“觀測(cè)日晷和刻漏，是測(cè)天地正儀象的根本”?！懊魇贰ぬ煳闹尽睂?duì)日晷的形制，定時(shí)之法都有詳細(xì)的記載。較之圭表，它已復(fù)雜多了，可以說(shuō)是一種真正的儀器了，發(fā)展到清代，不僅可以計(jì)時(shí)用，日晷本身已成為一件裝飾藝術(shù)品。 中國(guó)太陽(yáng)鐘的歷史上，指極表或指極針的發(fā)現(xiàn)可上溯到公元前四世紀(jì)，而周漢之間的12時(shí)辰制是非常先進(jìn)的，在公元前四世紀(jì)以前已成為一種不變的時(shí)制。唐代的赤道式日晷，是所有日晷中計(jì)時(shí)最準(zhǔn)確的。后經(jīng)阿拉件人或猶太人將其傳入西方，十七世紀(jì)時(shí)赤道式日晷風(fēng)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(huì)上廣泛使用，種類之多，前所未有。山西姚喬林是十八世紀(jì)著名的日晷制作家，其流派遠(yuǎn)播廣東。 總之，太陽(yáng)鐘橫跨人類歷史數(shù)千年，在使用中不斷發(fā)展和進(jìn)步，為社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起到了推動(dòng)的作用，不僅可以計(jì)時(shí)，而且能求得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，甚至可以校對(duì)現(xiàn)代的鐘表。 2我國(guó)機(jī)械時(shí)鐘的發(fā)展歷程日晷所測(cè)的是真太陽(yáng)時(shí)或視太陽(yáng)時(shí)，因?yàn)榈厍蜍壍榔穆室约暗厍騼A角的影響，真太陽(yáng)時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)是不一致的。因此，不依靠太陽(yáng)測(cè)時(shí)的方法成為事實(shí)，而且更為重要。歐洲在十四世紀(jì)早期，機(jī)械鐘出現(xiàn)以前，主要靠日晷計(jì)時(shí)，而中國(guó)對(duì)水鐘或刻漏則十分重視，并發(fā)展成為一種文化，達(dá)到登峰造極的地步。為機(jī)械鐘表的誕生作了科學(xué)和技術(shù)上的準(zhǔn)備。

　　2.1水鐘 水鐘在中國(guó)又叫做“刻漏”，“漏壺”。根據(jù)等時(shí)性原理，滴水記時(shí)有兩種方法，一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時(shí)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(shí)間把水裝滿（受水型）。中國(guó)的水鐘，最先是泄水型，后來(lái)泄水型與受水型同時(shí)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(jì)張衡的時(shí)代，到公元六世紀(jì)耿詢的時(shí)代，使表演用的渾天儀和天球儀轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的水鐘技術(shù)孕育了早期機(jī)械鐘的出現(xiàn)。公元25年，一行和梁令瓚發(fā)明了擒縱機(jī)構(gòu)，這種裝置實(shí)質(zhì)上就是早期的機(jī)械時(shí)鐘，早于歐洲六個(gè)世紀(jì)。中國(guó)的渾儀在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中往往形式上是天文觀測(cè)儀器，而本質(zhì)上是時(shí)鐘裝置，因?yàn)閺膹埡獾臅r(shí)代起，天文技術(shù)人員一直想做一種緩慢放置的齒輪，以便達(dá)到與天上的周日視運(yùn)動(dòng)步調(diào)一致。公元725年一行和梁令瓚實(shí)質(zhì)上解決了這一難題，因此，皇室對(duì)設(shè)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?cè)陂_封建立的水運(yùn)儀像臺(tái)是機(jī)械時(shí)鐘和觀測(cè)用渾儀的完美結(jié)合，在原理上是成功的，因此，可以說(shuō)他比羅伯特、胡克先行六個(gè)世紀(jì)，比方和斐先行七個(gè)半世紀(jì)。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(lǐng)域進(jìn)行不竭探索，在某些情況下，也可能有其他較水鐘更為準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)方法,據(jù)宋代學(xué)者薛季宣說(shuō)，除日晷刻漏之外，有一種香篆鐘于十二世紀(jì)中葉在中國(guó)流行。荷蘭高羅培著“狄仁杰斷案?jìng)髌妗敝校浭隽颂茖m計(jì)時(shí)用的香篆鐘為梅花形黃銅盤，盤子內(nèi)梅花五瓣，各繚繞著一圈盤香，用以計(jì)時(shí)焚薰，稱為“五孕祥云”。2.3沙漏 當(dāng)水溫和水質(zhì)直接影響了水鐘的使用和準(zhǔn)確性時(shí)，人們不得不另辟蹊徑，十三世紀(jì)詹希元制五輪沙漏，是一種更高級(jí)的以沙為動(dòng)力的機(jī)械時(shí)鐘，足以證明，此類較簡(jiǎn)單的漏，我國(guó)古代勞動(dòng)人民早就能夠制造。 公元1762年郭守敬的赤道式渾儀，雖然比1090年蘇頌的儀器更為精密，但沒(méi)有什么本質(zhì)上的區(qū)別。但他在數(shù)學(xué)、機(jī)械、天文儀器以及他在1276年制造的“大明殿燈漏”（脫離天文儀器的機(jī)械時(shí)鐘），不愧為世界上著名的元代科學(xué)家

　　中國(guó)記時(shí)儀器史年表（以下按如下順序排列）[紀(jì) 元][朝 代][計(jì)時(shí)儀器史][主要文獻(xiàn)] 公元前2357~2258年 堯 圭表、日晷測(cè)時(shí)已達(dá)相當(dāng)高的精度 殷墟出土卜辭“尚書·堯典” 公元前722~221年 春秋戰(zhàn)國(guó) 中國(guó)的漏壺記時(shí)已達(dá)很高的水平 “周禮”、“初學(xué)記”、唐孔款達(dá)“詩(shī)疏” 公元前201~公元9年 西漢 日晷和漏刻計(jì)時(shí)同時(shí)使用 “前漢書”、“中國(guó)科學(xué)技術(shù)史”滴、清·梅文鼎“日晷”備考三考 公元85年 東漢 浮子和漏箭 “玉函山房輯佚書”、張衡“漏水轉(zhuǎn)渾天儀制” 公元132年 東漢 張衡制漏水渾天儀 “晉書” 公元450 公元450 李蘭制“停表刻漏”，又名“馬上奔馳” “初學(xué)記” “初學(xué)記” 梁 殷夔制漫水或恒定水位漏 殷夔“漏刻法” 公元660年 隋 耿詢、宇文愷制大稱式刻漏，獻(xiàn)于隋煬帝 “玉海”卷十一、“國(guó)史志”、“宋史” 公元665年 唐 呂才制“多壺式受水壺刻漏” “事林廣記”、“六經(jīng)圖” 公元618~906年 唐 唐代盛行赤道式日晷，并于十七世紀(jì)前傳入歐洲 元·楊禹“山居新話”、“中國(guó)科學(xué)技術(shù)史”、清·梅文鼎“日晷”備考三考 公元725年 唐 梁令瓚，一行制擒縱機(jī)構(gòu) “***書·天文志”、“中國(guó)科學(xué)技術(shù)史” 公元1030年 北宋 燕肅制“蓮花漏” 初學(xué)記 公元1135年 金 出現(xiàn)復(fù)式多壺漫流刻漏 “六經(jīng)圖”、“大清會(huì)典” 公元1050年 北宋 舒易簡(jiǎn)、于淵、周宗制皇祐刻漏 “初學(xué)記” 公元1074年 北宋 沈括革新皇祐漏刻 沈括“夢(mèng)溪筆談”、“浮漏儀” 公元1090年 北宋 蘇頌、輔公濂制水運(yùn)儀像臺(tái) “新儀像法要” 公元1250年 南宋 “香篆”鐘和燈鐘記時(shí)在中國(guó)廣為流行 洪芻“香譜”、楊禹“山居新話” 公元1260年 元 地平式日晷由西方傳入（攜帶式日晷） “元史·天文志”、“中國(guó)科學(xué)技術(shù)史” 公元1276年 元 郭守敬制“周公測(cè)景臺(tái)”、“大明殿燈漏” “元史·天文志” 公元1313年 宋 宋代農(nóng)夫已開始使用田漏 王禎“農(nóng)書”、“中國(guó)刻漏”、梅曉臣“田漏” 公元1316年 元 杜子威、冼運(yùn)行制廣州銅壺滴漏 “廣州延祐銅壺記” 公元1360年 元 詹希元制五輪沙漏 “明史·天文志”、宋濂“五輪沙漏銘” 公元1580年 明 西方傳教士羅明堅(jiān)將自鳴鐘傳入中國(guó) “中國(guó)天主教史” 公元1600年 明 明末吉坦然制“通天塔”（自鳴鐘） “宣城縣志”卷二十七 公元1745年 清 丁傅欲重建廣州鎮(zhèn)海樓自鳴鐘 “雪橋縣志”卷九 公元1773年 清 清宮“作鐘處”仿制改造機(jī)械時(shí)鐘 清史檔案 公元1796年 馮義和制“更鐘” 存南京博物院