在影视剧里我们经常听到古人说“子时、丑时、寅时……”，知晓了古人把一昼夜划分成十二个时辰用来计时，那你可知古人是如何计时的呢？又用什么工具计时的呢？
第一个要介绍的是我国历史最悠久也是最经典的计时工具—漏刻。
单一漏壶
漏刻，也叫漏壶、刻漏，它还有个更形象的称呼叫“水钟”。漏刻不仅古代中国使用，古埃及、古巴比伦等文明古国也照样使用。漏刻的发明年代已不可考，据史书记载，西周时就已经出现了漏刻。《周礼･夏官司马》记载：“凡军事，悬壶以序聚柝。”“柝”就是打更用的梆子，每当遇到军事行动，都要用漏壶来决定敲击梆子的时间，从而发号施令。我们学过的《木兰诗》里就有这样的描写：“朔气传金柝，寒光照铁衣。”
而《隋书･天文志》更是有这样的记载：“昔黄帝创观漏水，制器取则，以分昼夜。”当年黄帝创造出一种观察漏水的方法，制作了用以计时的仪器，用来区分白天和黑夜。这样说来，漏壶岂非能上溯到上古时代？
最初的漏壶应该很简陋，直接在壶壁上刻画一些刻度作为时间标记，壶底开一小口流水，水位下降到某一刻度就能读出时间。但因为还没有现代玻璃，所以刻度也很难看清。于是古人就在漏壶里插一根带有刻度的木条或竹条，后来干脆插一支带有刻度的箭，用箭来指示时间，这就是所谓的淹箭法。
后来古人发现，要想在箭杆上精准地读出水淹到哪一刻是很困难的，因为水有浮力并且对漂浮的物体有附着力。于是古人又想到，在水面上放一个木制或竹制的小托子，小托子上插着有刻度的箭，箭穿过漏壶的盖子，这个小托子叫箭舟。当箭舟随着水位下降时，就能直接从盖口处读出刻度了！这就是所谓的沉箭法。
现今最早的漏壶实物来自西汉，壶盖上还有提梁扶着箭杆保持直立，这样误差就比较小。在《古今图书集成･历法典》第九十九卷中就介绍过这种漏壶，名字叫汉代丞相府漏壶。
这种漏壶看起来合理，但用起来一点也不方便。原因嘛，就是水流速度不均匀。水的流速与水压有关，高水位时，水压大，水的流速快，低水位时，流速就变慢了。水流速度不均匀就会导致读出的刻度不准确，那该怎么办呢？
于是古人就产生了用两把壶的想法：一把壶正常漏水，漏的同时随时加水，以保证水位的稳定；一把壶用来接纳漏出来的水，然后在里面放置箭舟，水涨船高，看流进来的水有多少，对应的读出时刻就是多少，比较均匀稳定。这样的漏壶，称为浮箭漏。据考证，浮箭漏大约出现于西汉后期。
计时制度
古人计时制度除了我们熟悉的一日分十二时辰外，还有将昼夜各分为五个时段的，称之为“日之数十，故有十时”。
《隋书･天文志》记载：“昼，有朝，有禺，有中，有晡（bū），有夕。夜，有甲、乙、丙、丁、戊。”意思是白天，有早晨，有上午，有中午，有下午，有傍晚。夜晚有甲、乙、丙、丁、戊五个时间段。
夜里这五个时间点通常会有人击鼓报时，所以夜里的时间也叫“一鼓、二鼓、三鼓、四鼓、五鼓”，或者“一更、二更、三更、四更、五更”。需要注意的是，一更或一鼓对应戌时（19：00-21：00），二更或二鼓对应亥时（21：00-23：00），三更或三鼓对应子时（23：00-01：00），四更或四鼓对应丑时（01：00-03：00），五更或五鼓对应寅时（03：00-05：00）。
很显然，这种计时很粗糙，人总不能这样浑浑噩噩过一辈子吧。于是一种更精确的时间划分就渐渐诞生了，这就是百刻制度。这种分法是从十进制发展而来的，它把一昼夜分成均衡的一百刻，将日出时分计为起点，到下一个日出时计满一百刻，一刻相当于现在二十四时的14.4分钟。
有人会问为啥叫“刻”，而不是叫“分”呢？因为最初这就是刻上去的嘛。最迟从西周开始，中国古代就用漏刻来报时了。古人把刻有一道道刻痕的箭放在漏壶里，通过水流的变化就能计量时间，所以这种时间单位就叫“刻”。
有了这种更细致的时间划分，古人就可以合理制定时间表，比如城门何时开启关闭，群臣何时上朝退朝等等。如果要确保每天早朝的时间都在日出之前，就需要明确昼夜的时刻划分。但我们都知道，每天的白天长度都在变化，那该怎么办呢？
秦汉时期是直接规定：春秋二分时漏刻对半分，白天和夜晚都是五十刻；冬至日白天最短，夜晚最长，所以昼漏四十刻，夜漏六十刻；夏至日刚好相反，昼漏六十刻，夜漏四十刻。这样一来，冬至和夏至的昼漏相差二十刻，夜晚也一样。而冬至和夏至相距183天左右，所以就规定其它日子里每隔九天就把昼漏增减一刻，即冬至过后，每隔九天昼漏增加一刻；夏至过后，每隔九天昼漏减少一刻。
但事实上，由于地球自转和公转、地轴倾斜及地球轨道偏心率等原因，不仅每日白昼长度不同，而且白昼长度的变化也不相等，所以每隔九天昼夜增减一刻的方法也不太准确，东汉时期人们已经发现了这个问题，于是从后汉四分历开始就改用实测加经验公式来推算了。
以上的昼漏分法都是以日出日落为标准的，但实际我们会发现，在日出之前，日落之后，还有一段时间天是亮的，它属于白天，还是黑夜呢？按照太阳运行轨迹来看，它属于夜漏，但古人为了便于观测星辰就把它单独列出来，名曰昏旦，即黄昏与清晨。
为了给观星一个具体的时刻表，秦汉以前就规定日出前三刻为旦，日没后三刻为昏。秦汉时期改三刻为两刻半，并一直沿用到明末。
这种时间划分看似合理，实则未必。因为百刻制与十二时辰对应不上啊！一百不能被十二整除，这就存在很大问题。
于是有人又进一步细分，把一刻再分成六十分，一个时辰就是八刻二十分（100/12=8又1/3），每个时辰多出来的1/3刻，也就是20分，被称作小刻。
越分越麻烦，有人建议直接改成一百二十刻就能很好地与十二时辰对应。最早提出这个办法的人是西汉末年的甘忠可，其在《包元太平经》中提出把百刻改为一百二十刻，因鼓吹太平道后被下狱伏诛。汉哀帝上位后，其弟子夏贺良等一度受宠信，一百二十刻被正式采用，颁布天下。王莽新朝也曾试用过这个办法。但这两次都因“违经背古、不合时宜”，又给改回去了。
南朝梁时又改为九十六刻、一百零八刻，几经反复，直到明末西方天文学知识传入后，清初才废百刻，正式采用九十六刻。这样一个时辰有8刻，一刻等于15分钟，和我们现在所用的时间就对上了。
如果我们把水位往下走的沉箭漏称为泄水型漏壶，那水位上升的浮箭壶就叫受水型漏壶。显然，两种漏壶的刻度刚好是相反的。
叠加漏壶
前面说了要保证水位的稳定，人工加水很难办到，如果换成滴水的方式慢慢往里加，水位是不是就会更稳呢？于是古人就想着在上面再加一把壶，这就是二级漏壶。二级漏壶的产生应该不晚于东汉初年，因为天文学家张衡在制作水运浑天仪时就已经用到二级漏壶了。
有了二级漏壶，后世的级数越来越多，西晋出现了三级漏壶。唐初太常博士吕才将连用的泄水壶数增加到了四个，导致四级漏壶的诞生，这就是有名的“吕才漏刻”。
这么多壶，它们之间是怎样连接的呢？这就要提到我国古代的一项伟大发明渴乌啦。渴乌，就是我国古代用以汲水的曲筒，最早出现于东汉时期，由掖庭令毕岚发明的。这个人有意思，史书记载他是个宦官，汉灵帝时期为十常侍之一，祸乱天下，他造翻车渴乌本是供皇帝观赏用的，没想到却意外造福了后世百姓，历史还真是讽刺啊！
渴乌用大竹筒弯曲制成，利用虹吸原理，实现跨山取水。运用到漏壶上，只要把两个漏壶放在不同高度上，利用渴乌就能让水自动流下来了。
为了保持水位的稳定，古人做了许多努力。但问题是，即使加再多的漏壶，最后一壶水位多少也会有变化，还是不稳定。到底怎样才能保持水位的恒定呢？
好在古人探索的脚步从未停止。北宋天圣八年（公元1030年），龙图阁侍制燕肃向宋仁宗呈上了莲花漏的制作方法。莲花漏的箭壶上有一块铜质荷叶，叶中支一片莲花，上端饰有莲蓬的刻箭从莲花心中穿出，所以得名莲花漏。莲花漏的核心部分看上去就是简单的两级，却与众不同，暗藏玄机。
按照《中国天文史》的说法，此图画法有误，竹注筒应该与下匮口相接。
第一是这两根渴乌，上面的进水管口比下面的出水管口直径大一些，于是上匮流到下匮的水流量略大于下匮流入箭壶的水流量，使下匮的水位不断增加。当水位上升到溢水口时，多余的水就会顺着节水小筒、竹注筒流入减水盎中，这样流进下匮的水面就始终保持一种要漫溢出来的状态。
莲花漏的正确画法
第二是这根竹注筒，其与下匮的接口相连，这样漫溢的水就能从这里流出到减水盎里，如此，水位就能一直保持在竹注筒的接口处了。
就是这么两个小机关，却大大减少了上匮水面变化对下匮的影响，同时还减少了漏壶级数，可谓是一次科技上的突破。
1036年，宋仁宗颁行全国使用，莲花漏因制作简单、计时准确终于得到官方的承认，在古代科技史上大放异彩。
北宋吴处厚《青葙杂记》中记载，莲花漏与昔日漏壶相比有三大有点。其一，它创造的漫流系统，使多余的水从漏壶上部的小孔流出，消除了因水位变化所造成的误差。其二，莲花漏根据不同地区的昼夜长短，造刻度不同的四十八支浮箭，使测定的时间更为准确。其三，浮箭因为水的浮力而穿过莲心且沿直线上浮，不会摇摆，计时的精准度大大提高。
莲花漏虽然更先进，但还是有缺点。在给上匮加水时，下匮的水面多多少少还是会受到扰动，这个问题始终难以解决，但这难不倒聪明的古人。北宋皇祐初年（公元1049年），周琮与舒易简、于渊等人改进漏刻制法，给莲花漏又加了一级平水壶。熙宁五年（公元1072年），大科学家沈括为彻底改革旧历法，向宋神宗上三仪。在莲花漏的基础上又提出了更简化的方案，这就是著名的熙宁浮漏，也叫熙宁晷漏。
整体构造与莲花漏一样，沈括把上匮叫求壶，下匮叫复壶，减水盎叫废壶，关键是，他在复壶中间加了一个板，板中间开有圆孔，叫“达”，这样复壶就成了甲乙两个相连的壶。
原理是这样的：求壶的水流到“元”（甲壶），在这里先缓冲一下，然后通过“达”平稳地流入“介”（乙壶），这样在求壶里加水对乙壶的扰动就会大大减少。而且，复壶的上部还凿有两条枝渠（漫流槽子），相当于莲花漏的节水小筒或竹注筒，漫溢出的水可以直接排进废壶里。如此一来，乙壶的水面就能完美地保持恒定了。
据说，沈括浮漏的误差每昼夜小于20秒，这种计时精度可以称得上是当时乃至此后六百年间，世界上最先进最精密的计时仪器了！
莲花漏在元代已失传，中统元年（1260年），30岁的科技牛人郭守敬将其成功复原，并将原来的莲花装饰换成宝山的形状，因此被称为“宝山漏”。中统三年（1263年），宝山漏被送至燕京（今北京），后成为司天台（相当于国家天文台）的标准计时工具。
