拙文《海昏侯墓出土了一座最古老的“水钟”》里曾经提到“镜晷”，指出这个镜晷就是一面太阳时指示器。一些朋友看到这篇文章以后，认为这不仅是海昏侯墓考古中的一个重大发现，而且也是我国古代计时工具的一项重要发明，反映了二千多年前我们的祖先在天文学领域的探索中取得的辉煌成就。为此，我将海昏侯墓发现的这面镜晷上的图案、寓意以及使用原理和方法，简述如下，以求教于各位方家。
一、石晷与镜晷
晷（gui,音轨），是大多数现代人相当陌生的名词，但它与圭表、刻漏、水钟一样，都是在机械钟表还没有发明之前，人们使用的重要计时工具。
我国是最早使用晷观测时间的国家之一。早在西周时期就有利用日光测时的记载。汉代便有涉及天文的历谱《太岁谋日晷（二十九卷）》、《日晷书（三十四卷）》,可惜今已失传。不知海昏侯墓出土的那批竹简中是否有此类历书。清代光绪二十三年(1897年)有人在内蒙古呼和浩特以南的托克托县，发掘出一件汉代石晷。这是已知最早且唯一可靠的完整的石晷，现收藏于中国国家博物馆，被命名为托克托日晷。这件汉代石晷告诉我们，早在二千多年前，我们的先人就能够依靠日光使用天文仪器精确地测量时间。我国著名的古代建筑群如故宫、圆明园、颐和园等，都陈列着许多用汉白玉雕刻的日晷，堪称精美的艺术品。这些石晷非常沉重，不能随意搬动，更不便于携带。
中国古代有没有用更加轻便的材质制作的晷呢？海昏墓出土的一件与托克托石晷同一时代的天文计时仪器——青铜镜晷，给我们提供了答案。
汉代是我国铜镜制造的一个高峰期。海昏侯墓出土了多面用途不同的铜镜，比如孔子画像背面的青铜立镜，长方形的，其实就是古代温明上安装的一面镜子。再比如展出的两面日常生活中的铜镜，圆形的，一大一小，都属于梳妆用的镜子。而出土时标注为“鎏金镶宝石铜镜”，则是作为天文计时仪器——晷使用的。由于它一面为镜，一面为晷，因此我称它为“镜晷”。
青铜镜晷的出现，不仅解决了石晷沉重的缺陷，既便于携带又便于随时测量，而且更为重要的是，它推动了我国古代天文测时方法开始发生重大的变革，在科技发展史上占有一席之地。这面镜晷的重要地位，可与托克托石晷相嫓美。两个同一时代的晷，一个为金（铜）质的，一个为石质的；一个出土在南方，一个出土在北方，真可谓“金石奇缘”啊。
二、 布满玄机的纹饰
把这面铜镜称为镜晷的另一个理由，就是因为这面铜镜背面的纹饰与众不同，完全由是点、线、面、方、角、圆等几何图案构成，简单而布满玄机，且与古代的天文学有密切的关系。这就需要认真解读。
首先，铜镜中间的镜纽为什么上面有凹陷？镜纽一般都是半个球面形的，下面与镜面贴近的部位有穿孔，可以系上短绳，便于手持铜镜映照。遍查《中国古铜镜鉴赏图录》中收录的二百多面古代铜镜，没有一个镜纽上出现凹陷。因此推断，这面铜镜镜纽上的凹陷一定另有别用。如果是镜晷，那么这里就是安装指针用的，学名叫极针。
其次，铜镜的纹饰仅仅起装饰性作用吗？中国铜镜的纹饰，以构思奇巧、纹样优美、线条流畅、绚丽多彩闻名天下，堪称中华文化艺术之瑰宝。而汉代铜镜常以草叶纹、连弧纹、星云纹为主纹，以形象各异的禽鸟纹、瑞兽纹为主图，以各种篆书或隶书的铭文为主题，进行巧妙的装饰。然而，海昏侯墓出土的这面镜晷却与上述风格相去甚远，既没有充满吉祥的文字，也没有花样繁多的纹饰。因此推断，这些特殊的几何图案不仅具有装饰性，更重要的是具有与测量时间相关的实用性，实际上就是一种美化了的刻度。让我们先从镜纽周围的图案看起。
第一圈中间是柿叶纹。四片柿叶两两相对，平分四周，分别代表春、夏、秋、冬四季。每片柿叶中心均有一圆点，分别代表春分、夏至、秋分、冬至。而两片柿叶之间又有一圆点，分别代表立春、立夏、立秋、立冬。最外侧还分布着四个圆点，这要放在后面说明。
第二圈内是两个相互错叠的正方形，构成八个等腰三角形。每个三角形的直角指向一个方向，即北、东北、东、东南、南、西南、西、西北，从而构成四面八方。这是用于定位的标志。
第三圈内是12个小圆点。代表子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二地支，也代表12个时辰。古人把一天分为12个时辰，每个时辰相当于现在的两个小时。顺便说一句，在我们中国，“小时”的概念来源于时辰，因为一小时只相当于半个时辰，所以被称为“小时辰”，两个“小时辰”构成一个完整的“大时辰”。久而久之便形成了“小时”的叫法。
更为奇特的是，如果细心测量第三圈内的12个小圆点分布的间距，可以发现它们并不是等距的！其中有四个对应的点之间稍微大于其余八个点之间的距离。换句话说，12个圆点与中心点连线的夹角不是相等的。这是什么原因呢？这就要从古人对于时间的概念说起。
古代形容时间的词汇很多，如二十刹那为一瞬间，二十瞬间为一弹指，二十弹指为一罗预，二十罗预为一须臾，三十须臾为一昼夜。按此计算，一弹指为7？2秒，一瞬间为0？36秒，一刹那为0？018秒。这些时间概念在当时都是无法精确计量的，只能在文学语言和佛教术语中使用，以形容时间的暂短。许多资料证明，古人在实际生活中能够精确计量的最小时间单位不是分也不是秒，而是“刻”。刻是古代重要的、基础的时间概念。
那么，一刻是多长时间呢？古人把一天12个时辰划分为100刻。现在人们计时也用“刻”，15分钟为一刻，一小时4刻，一天24小时共计96刻。由此可知古时的“刻”比现在的“刻”所表示的时间稍短一些。铜镜的圆周是360度，平分100刻，每刻的夹角应当为3？6度；平分12个时辰，每个时辰的夹角应当为30度。如此算起来，八又三分之一刻为一个时辰。据此，在镜晷上代表12个时辰的圆点，其中对应8刻的有8个时辰，共64刻；对应9刻的有4个时辰，共36刻，加起来就是100刻。这样，12个圆点的划分当然就略有不同了。这也从一个侧面告诉我们，这面镜晷的测量精度是“刻”级，也就是说用它测量时间可以精确到一刻，相当于现在的14？4分钟。
第四圈是由六组小圆点组成，它们十分均匀地分布于四周。似乎隐喻天地六合。其中五组均以一个大圆点为中心环绕着四个小圆点，而第六组却有明显的不同，为一朵有圆心的四瓣梅花。应当为定位时使用的特殊记号。
需要注意的是，位于这面镜晷的第三圈内还有四个用小刀刻上去的圆圈，虽然很浅但十分清晰，并且绝对不是一开始就铸上去的。我分析很可能是后来为满足某种使用需要而加上去的。可能代表四维。如果将这四个圆圈分别用两条直线连接起来，它们互相垂直，正好穿过镜纽上的凹陷中心，也穿过前面提到的第一圈外侧的四个圆点和柿叶之间的四个圆点。也就是说，每一条直线都贯穿七个圆点，一线连七点，用于精确测量时间。
三、测量的基本方法及其变革
汉代的托克托石晷与海昏侯墓出土的青铜镜晷，都有一个共同的特点，即极针立在一面，主要靠平面测量。这与后来的赤道日晷倾斜放置，极针穿越石板的圆心，背面也有刻度，人们从正反两面进行测时是大不相同的。
那么，怎样使用这面二千多年前的镜晷测时呢？早期的古籍中找不到太多的记述，参照明清时期日晷使用的原理，推测汉代
镜晷使用的一般方法大致如下：
第一步，树立极针。在镜纽的凹陷处，垂直树立起一根极针。可以用石蜡将极针牢牢固定在镜纽的中央。极针一定要很细很直，其长度应大于镜晷的半径而小于它的直径。
第二步，确定方位。夜间，将镜晷最外圈唯一的四瓣梅花图案，对准北极星的位置。此时，第一圈内侧的柿叶纹的四片叶尖分别指向东、南、西、北，而外侧的四个圆点分别指向东北、东南、西南、西北。镜晷的方位定好以后，一般不能轻易移动。
第三步，测量时间。在有日照的情况下，可以采取两种基本方式测量时间。
其一，将镜晷水平放置，在日光下观察极针留下影子的位置变化，依据镜晷上的刻度，即各种圆点和三角图形，准确判断日光运行的轨迹，计算其中的时间。这就如同当今看机械钟表的原理一样。
其二，在镜晷第三圈中补刻上去的四个圈点的位置上，再垂直立起四根细针。此时，中间的极针叫“正表”，四根细针叫“游仪”。而游仪如果单独垂直地立在镜晷上，难度很大，所以我估计四根游仪可能是用四根铜丝做成的一个如同四脚凳式的正方形，从而稳当而准确地摆放在四个圆点之上。这样，在日光的照射下，当正表与游仪的影子完全重合时，就可以分别确定日出、日中、日入的时刻。
还有一种使用晷的方法，应当属于创新或变革。由于青铜镜晷比石晷轻得多，古人有可能尝试将镜晷倾斜放置，使极针指向北极星方向，其最初的目的，就是为了使日影照射极针而留在镜面上的影长，从早晨到傍晚都是一致的。这似乎与赤道日晷的使用方法相似，但却有两点本质的不同：其一，赤道日晷的极针是穿透石板的两面，背面也有刻度，从两面进行观测；而镜晷的极针仅仅是立在一面，代表刻度的花纹也只有一面，只能从一面进行观测。其二，赤道日晷的倾斜角度是永远固定不变的，而镜晷的倾斜角度是根据季节的不同而变化的，可以随时调节，冬天角度较小，夏天角度较大。因此可以认为，用镜晷倾斜的测量方法是我们的祖先独创的，他们是有“发明权”和“专利权”的。
倾斜的测量方法不但可以使这面镜晷根据日影的位置判断时间，还可以依据日影的长短判断二十四节气。前面提到，整个镜晷的画面被四个同心圆圈分割，每个圆圈的宽度差不多，这实际上就是春、夏、秋、冬四个季节的刻度。根据这些刻度，观察日影照射在镜晷圆圈上的位置，就能够准确判断出当前的节气。
这种依据不同季节而调整镜晷倾斜角度的做法，极大地拓展了镜晷测时的功能，是我国古代镜晷以至石晷使用方法上的一次重大创新和变革，这就为后来人类发明更加先进的赤道日晷打开了思路，奠定了实践基础。从这个意义上说，海昏侯墓出土的这面青铜镜晷，就是赤道日晷的一种雏形，标志着人类对天体运行规律的认识正在深化，在中国古代科技发展史上树起了一座里程碑。当然，依据什么确定镜晷在春、夏、秋、冬四季的倾斜角度以及各种角度的具体数值，还需要认真加以研究。
有些学者认为，汉代的平置石晷，当然也包括这面镜晷，不大可能出现如同赤道日晷那样倾斜的使用方法。理由是，其一，史书上没有记载。使用赤道日晷的准确记载直到南宋时期才出现。其二，没有供石晷或镜晷倾斜放置的装置。其三，没有穿透两面的极针，而且背面没有刻度，等等。其实，这些理由都不能成立。正是因为倾斜放置只是在使用镜晷过程中的一种探索和尝试，因此没有专人去记载，其实，许多出土文物史书上都找不到使用的方法；正是因为可以使用简易的材料制作倾斜的依托，因此使用过后很可能将镜晷与依托分别存放而失散；正是因为镜晷只需要使用一面，因此背面没有必要安装极针和雕凿刻度。我认为，相对于托克托石晷，青铜镜晷正是由于携带轻便和使用灵活，人们才可能去探索、去尝试使用不同的方法测时。如果用的是同一件天文仪器，构造没有变，极针没有变，刻度没有变，变化的仅仅是使用方法，那么，完全排除镜晷倾斜放置的可能性，是缺乏根据的。
四、各种配套的计时仪器
古代的镜晷可以单独使用，但更多的时候却是与其他计时仪器配套使用，这在海昏侯墓出土的器物中得到充分的证明。
一件是悬壶，它与海昏侯墓出土的提梁尊、釜、錞于等，组成一个庞大的泄水型水钟。这个悬壶中间是一个空膛，空膛与外壁之间形成一个密闭的环形水槽，外壁上有一个受水槽、两个出水嘴。一个出水嘴白天使用，另一个出水嘴夜间使用。原来，古人认为，一天十二个时辰中，白天的六个时辰与夜间的六个时辰，时间长度是有盈有缩的，即夏季白天长而夜间短，冬季白天短而夜间长。因此，两个出水嘴在夏季与冬季的出水量是不同的，相应地白天和夜间所计时长也是不同的。那么，使用悬壶
时如何确定白天的时长和夜间的时长呢？这就要靠镜晷。根据镜晷测量出来的白天的时长，计算出相应的夜间的时长，再调整两个出水口的滴水速度，以达到白天和夜间连续计时的目的。
另一件是刻漏。俗称滴漏，也称“漏壶”、“漏刻”。 它的计时精度可以达到一刻甚至半刻。海昏侯墓出土的这个刻漏，也属于泄水型的，即在壶里灌满水后，下面的水嘴开始缓慢向外滴水，而壶内有一把如同尺子一样的漏剑，也叫漏尺，上面有刻度，底下有浮子。随着水的流失，浮子带动漏剑逐渐下沉。人们依据下沉的刻度直观地测出准确的时间。需要指出的是，刻漏再精密，测量出来的只是相对时间，它的初始时刻和滴水速度必须依靠其他手段来确定。那么，古人用什么来确定刻漏的初始时刻和滴水速度呢？用的还是镜晷。人们先根据日光用镜晷测量一个非常准确的时辰，再测量出镜晷上日影每过一刻，刻漏滴水的平均速度，并对滴水快慢作出必要的调整。这样不断校对，以保证刻漏计时的精确。
其实，古籍中对“晷”与“漏”（包括刻漏和水钟）这两种天文仪器的配合使用有许多记载。桓谭《新论？杂事》说：刻漏“昼日参以晷景（影），暮夜参以星宿，则得其正。”《续汉书？律历志》说：“漏所以节时分……当据仪度，下参晷景（影），……以晷景（影）为刻，少所违失。”《隋书？天文志》也说：“揆日晷，下漏刻，此二者测天地正仪象之本也。”可见，镜晷可以作为水钟和刻漏的校准器。
人类进入文明社会后，一个国家也好，一个地区也好，使用的时间必须统一。那么，究竟是谁在掌握着这个国家和地区的时间呢？原始社会是部族的首领，还有协助首领的神通广大的巫师。进入封建社会以后，就是至高无上的皇帝、占据一方的诸侯王以及郡县主。掌握时间对于他们来说既是一种天赐的职责，更是一种统治的特权。海昏侯刘贺拥有庞大的水钟和精密的镜晷，就充分说明了这一点。
2016年9月20日
本文摘自王金中著《 管窥汉代文明之光——海昏侯墓出土文物探析》
本文参考资料：《中国通史》《中国科学技术史》《中国古铜镜鉴赏图录》《从历史中醒来（孙机）》《中国古代物质文化（孙机）》《五色炫曜》《南昌汉代海昏侯国考古成果展》展板说明、近期报刊有关新闻报道。
