古代计程设备：船用更与校更方法

船舶在航行中，驾驶员不仅要确定船舶所在的位置，还需要清晰地了解船舶在海上运动的连续轨迹，并且以此推算出船舶在继续航行的前方是否存在航海危险，这就是航迹推算或推位导航。在推算航迹过程中，一项必备的要素就是要知道自上次确定的位置起所经历的航行时间，使用所经历的时间、船舶航行的速度和航向，估算当前时刻船舶在海上的位置。这种确定船舶位置的方法在没有参照物的茫茫大海上极为重要。因此，航海需要准确的计时设备。

古代通过计算时间的方法估算航程，以确定船所在的位置，计时单位为“更”。最早“更”仅是一夜中的计时单位，一夜分为五更。《左传·昭公五年》⁽¹⁾中有一天“十时”之说，进而成为一天分为十分制的计时单位。清初梅文鼎⁽²⁾说，舟师计时“不分昼夜，夜五更，昼五更，合一十二辰为十更”，并加按语说，按此十更记程，而百刻之分，不论冬夏长短，与记里鼓之意略同。但海上环境瞬息万变，同样的速度不可能达到相同的航程。为求得协调，我国的舟师发明了“校更”的办法，以协调时间与里程的关系。明朝的《顺风相送》⁽³⁾中记载：“凡行船先看风汛急慢，流水顺逆。可明其法，则将片柴从船头去下与人齐到船尾，可准更数。”《指南正法》⁽⁴⁾中也有相似的记载。

中国古代一般是采用焚烧更香或观测太阳、月亮的方法来估算时间的。1974年，在泉州后渚发掘的宋朝海船上出土了一个沉碗型水时计。在船第十三舱出土1颗完整的椰子壳，椰子壳顶部开一小孔，直径约4.7厘米。这个小孔之下，约2.8厘米处，又有一小孔，直径仅0.8厘米，高度为10.5厘米。椰子壳腹部外面直径约为16.5厘米，内面直径约15.6厘米。使用时，将椰子壳放在一只盛水桶内。椰子壳的面上，有一小孔，所以放于水桶浮着时，有细丝一般的水，注入椰子壳里面。小孔的大小和椰子壳的容量有一定的配置，使椰子壳在一小时末尾，猝然下沉。一天24小时，下沉24次，每小时误差不到一分钟。椰子壳另开一孔，相当于增大其容量，要1.5小时才下沉，一天24小时下沉16次。除椰子壳外，宋船中还发现另一种沉碗型水时计——铜钵（盆），其每半小时沉一次。清朝施鸿保⁽⁵⁾在《闽杂记》⁽⁶⁾中写到一种“更漏筒”，其做法是以两个同样大小的瓷器（如酒壶状）或竹筒，一个装沙，悬在上面，一个对口放置下面。沙从筒眼中漏出，漏到下一筒，漏尽一筒为“一更”，再上下对换。以此计时，并计算行程。(www.xing528.com)

沙漏（见图3-16）原是西方航海者惯用的海上计时仪。明朝万历年间（1573—1620年）意大利传教士利玛窦⁽⁷⁾来中国传教，在其贡物中即有沙刻漏两具。关于玻璃沙漏，清康熙五十八年（1719年）徐葆光⁽⁸⁾在《中山传信录》⁽⁹⁾中介绍：“今西洋舶用玻璃漏定更，简而易晓。细口大腹玻璃瓶两枚，一枚盛沙满之，两口上下对合，通一线以过沙，悬针盘上，沙过尽为一漏，即倒转悬之，计一昼夜约二十四漏。”据此记载，中国海船当时似尚未使用沙漏，但应可推测，最晚到了雍正初期，中国海员已开始使用沙漏了，因为雍正八年（1730年），陈伦炯⁽¹⁰⁾在其《海国闻见录》⁽¹¹⁾的《南洋记》中提道：“中国用罗经、刻漏沙，以风大小顺逆较更准确，每更约水程六十里。”

图3-16　航海沙漏