鐘鼓樓的“北京時間”

在北京城中軸線的北端，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間。

北京鐘樓、鼓樓的運作遵行“司時儀器計時，更鼓依時定更，大鐘依更報時”的模式。司時儀器安放于鼓樓二層，從元至清先後使用過碑漏、刻漏、時辰香等三類計時工具，計量著古老北京城的“北京時間”。

碑漏：滾動計時

《元史》記載北京鼓樓碑漏“以木為之，其形如碑，故名碑漏，內設曲筒，鑄銅為丸，自碑首轉行而下，鳴鐃以為節”。即它的外觀像是一塊碑，用木頭製成；內部設置自上而下呈“之”字形連接的銅管；碑首上端設投球孔和一個可以儲存若干銅制小球的儲球筒。

碑漏是一個半自動化系統：首先由人工打開儲球筒的開關，第一個銅球滾出後，開關自動合上，球沿之字形銅管滾行而下，直至撞擊位於碑漏底部銅鐃。銅鐃被撞擊後發出響聲進行報時，並觸發與之相連的機關，帶動碑漏上部的儲球筒打開，第二個銅球滾行而下。以此類推，迴圈往復。每個銅球的滾動時間為24秒，36個金屬球需用14.4分鐘，即1古刻，3600個金屬球滾行完畢正好為24小時。這一計時方式晝夜都能使用，也不受溫度和濕度影響，展現了古人在精密計時上所取得的卓越成就。

刻漏：滴漏計時

北京鼓樓所用的刻漏相傳為宋代遺物，由三級漏壺、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、萬分，各壺下端中心處設一龍嘴，將上一級漏壺的水向下一級漏壺流送，通過這種方式讓流入收水壺的水流更加穩定。箭尺是刻漏中用以指示時間的尺規，放置於收水壺中，隨著壺中水面上漲而浮升，顯露不同時間刻度。收水壺頂部設雙龍抱扶箭尺，每到一刻，收水壺的機械裝置就啟動鐃神擊鐃8下。銅壺中以水滿為度，隨時增添用水，冬天則用溫水。

北京鼓樓的刻漏兼具計時和報更兩個功能，玄機在其所用的箭尺上。“五更制”是中國獨特的夜間計時制度，即將每天日落（昏）到日出（曉）之間的時間稱為“夜”，將其均分為5份，每份為一“更”。由於冬夏晝夜長短不一，所以“更”的絕對時長也是變化的。箭尺的頂端標記有“第某箭，由某某日用至某某日”字樣，下部左邊為標準時尺規（每箭相同），右邊為五更尺規（每箭都不同）。一年之中需要根據晝夜的長短變化換用相對應的箭尺，北京位於北緯40度左右，根據元代《授時歷》的記載，冬夏二至之間晝夜長短差值為24刻，每差“一刻”需更換一箭（隨刻改箭），因此共有25支箭尺。

時辰香：燃燒計時

時辰香又稱“更香”，是指標上了時間刻度的香，是一種使用便利、成本較低的計時工具。計時用的更香質地、粗細要均勻，才能保證燃燒時間勻速可控、實現準確計時。清代鼓樓所用的時辰香就是由“欽天監所掌”。

為使用方便，通常把時辰香做得很長，盤起來，可燃燒幾個小時，甚至幾天或十幾天。有時，為強調某一時刻的重要性，在相應刻度地方垂挂一個棉線綁定的金屬小球，香燃燒至此時將棉線燒斷，小球掉落至下部托盤中發出清脆的響聲，便有了自動報時的效果。

（作者為北京中軸線展陳體系編制團隊負責人、清城睿現數字科技研究院院長）

授時中心的北京時間

我們國家幅員遼闊，橫跨5個時區，為了統一管理以及方便人們的日常生活，將全國標準時間定在首都北京所在的東八區區時，即東經120度經線所在的地方時，也就是“北京時間”。

那北京時間是如何産生的？

北京時間的産生離不開原子鐘。原子鐘是利用原子內部量子躍遷産生的信號進行時間測量，可以分為守時型原子鐘和基準型原子鐘。守時型原子鐘環境適應性強，能夠常年連續可靠運作，用於連續産生和記錄時間信號。基準型原子鐘則更為精準。目前，我國使用了40多臺連續運作的不同類型的守時型原子鐘，綜合産生穩定的原子時。然後，利用銫原子噴泉鐘進行校準，産生既穩定又準確的原子時。

原子時穩定精準，但是沒有確切的時刻含義。基於地球自轉的世界時則相反，它的秒長不夠穩定，但是它的時刻對應著太陽在天空中的特定位置，反映著地球在空間自轉角度的變化，與地極坐標等一起構成地球定向參數，與人們日常生活密切相關。

1958年1月1日零時， “原子時”開始啟用，那一瞬間“原子時”和“世界時”重合，隨後各自獨立運作。隨著時間的推移，兩者差異越來越大，“世界時”逐漸變慢。為了解決這一問題，人們引入另外一種非常重要的時間尺度，叫“協調世界時”。它採用原子時的秒長，也就是説與原子時保持同樣的速率，在時刻上逼近世界時，逼近的方法就是“跳秒”。當它與世界時的偏差接近0.9秒時，全世界在同一時間，統一對協調世界時進行加1秒或減1秒的調整，這就是我們所説的“閏秒”。1972年，協調世界時正式成為國際標準時間。

目前，國家授時中心的原子鐘每天參與國際比對，以實現北京時間與國際標準時間的一致性，然後再由授時系統發播到全國。

（張首剛 本報記者高炳採訪整理）