钟鼓楼的“北京时间”

在北京城中轴线的北端，屹立着古老的鼓楼和钟楼。暮鼓晨钟虽已不再鸣响，但看到它们，依然让人想到悠悠流逝的时间。

北京钟楼、鼓楼的运行遵行“司时仪器计时，更鼓依时定更，大钟依更报时”的模式。司时仪器安放于鼓楼二层，从元至清先后使用过碑漏、刻漏、时辰香等三类计时工具，计量着古老北京城的“北京时间”。

碑漏：滚动计时

《元史》记载北京鼓楼碑漏“以木为之，其形如碑，故名碑漏，内设曲筒，铸铜为丸，自碑首转行而下，鸣铙以为节”。即它的外观像是一块碑，用木头制成；内部设置自上而下呈“之”字形连接的铜管；碑首上端设投球孔和一个可以储存若干铜制小球的储球筒。

碑漏是一个半自动化系统：首先由人工打开储球筒的开关，第一个铜球滚出后，开关自动合上，球沿之字形铜管滚行而下，直至撞击位于碑漏底部铜铙。铜铙被撞击后发出响声进行报时，并触发与之相连的机关，带动碑漏上部的储球筒打开，第二个铜球滚行而下。以此类推，循环往复。每个铜球的滚动时间为24秒，36个金属球需用14.4分钟，即1古刻，3600个金属球滚行完毕正好为24小时。这一计时方式昼夜都能使用，也不受温度和湿度影响，展现了古人在精密计时上所取得的卓越成就。

刻漏：滴漏计时

北京鼓楼所用的刻漏相传为宋代遗物，由三级漏壶、收水壶及箭尺、铙神所组成。漏壶从上到下依次名为天池、平水、万分，各壶下端中心处设一龙嘴，将上一级漏壶的水向下一级漏壶流送，通过这种方式让流入收水壶的水流更加稳定。箭尺是刻漏中用以指示时间的标尺，放置于收水壶中，随着壶中水面上涨而浮升，显露不同时间刻度。收水壶顶部设双龙抱扶箭尺，每到一刻，收水壶的机械装置就启动铙神击铙8下。铜壶中以水满为度，随时增添用水，冬天则用温水。

北京鼓楼的刻漏兼具计时和报更两个功能，玄机在其所用的箭尺上。“五更制”是中国独特的夜间计时制度，即将每天日落（昏）到日出（晓）之间的时间称为“夜”，将其均分为5份，每份为一“更”。由于冬夏昼夜长短不一，所以“更”的绝对时长也是变化的。箭尺的顶端标记有“第某箭，由某某日用至某某日”字样，下部左边为标准时标尺（每箭相同），右边为五更标尺（每箭都不同）。一年之中需要根据昼夜的长短变化换用相对应的箭尺，北京位于北纬40度左右，根据元代《授时历》的记载，冬夏二至之间昼夜长短差值为24刻，每差“一刻”需更换一箭（随刻改箭），因此共有25支箭尺。

时辰香：燃烧计时

时辰香又称“更香”，是指标上了时间刻度的香，是一种使用便利、成本较低的计时工具。计时用的更香质地、粗细要均匀，才能保证燃烧时间匀速可控、实现准确计时。清代鼓楼所用的时辰香就是由“钦天监所掌”。

为使用方便，通常把时辰香做得很长，盘起来，可燃烧几个小时，甚至几天或十几天。有时，为强调某一时刻的重要性，在相应刻度地方垂挂一个棉线绑定的金属小球，香燃烧至此时将棉线烧断，小球掉落至下部托盘中发出清脆的响声，便有了自动报时的效果。

（作者为北京中轴线展陈体系编制团队负责人、清城睿现数字科技研究院院长）

授时中心的北京时间

我们国家幅员辽阔，横跨5个时区，为了统一管理以及方便人们的日常生活，将全国标准时间定在首都北京所在的东八区区时，即东经120度经线所在的地方时，也就是“北京时间”。

那北京时间是如何产生的？

北京时间的产生离不开原子钟。原子钟是利用原子内部量子跃迁产生的信号进行时间测量，可以分为守时型原子钟和基准型原子钟。守时型原子钟环境适应性强，能够常年连续可靠运行，用于连续产生和记录时间信号。基准型原子钟则更为精准。目前，我国使用了40多台连续运行的不同类型的守时型原子钟，综合产生稳定的原子时。然后，利用铯原子喷泉钟进行校准，产生既稳定又准确的原子时。

原子时稳定精准，但是没有确切的时刻含义。基于地球自转的世界时则相反，它的秒长不够稳定，但是它的时刻对应着太阳在天空中的特定位置，反映着地球在空间自转角度的变化，与地极坐标等一起构成地球定向参数，与人们日常生活密切相关。

1958年1月1日零时， “原子时”开始启用，那一瞬间“原子时”和“世界时”重合，随后各自独立运行。随着时间的推移，两者差异越来越大，“世界时”逐渐变慢。为了解决这一问题，人们引入另外一种非常重要的时间尺度，叫“协调世界时”。它采用原子时的秒长，也就是说与原子时保持同样的速率，在时刻上逼近世界时，逼近的方法就是“跳秒”。当它与世界时的偏差接近0.9秒时，全世界在同一时间，统一对协调世界时进行加1秒或减1秒的调整，这就是我们所说的“闰秒”。1972年，协调世界时正式成为国际标准时间。

目前，国家授时中心的原子钟每天参与国际比对，以实现北京时间与国际标准时间的一致性，然后再由授时系统发播到全国。

（张首刚 本报记者高炳采访整理）