文、圖 / 朱彥存

中世紀阿拉伯計時裝置

文、圖 / 朱彥存

中世紀阿拉伯計時之簡單水力計時裝置

12-13世紀的阿拉伯帝國由于完成了國家的擴張與發(fā)展，帝國的財力，人力與物力都處在有一個很高的水平，并且經(jīng)過了阿拔斯王朝前期的百年翻譯運動之后，阿拉伯的文化積累在整個中亞，甚至是在全世界都是出于頂峰狀態(tài)的。在經(jīng)濟文化等多重方面的推動中，阿拉伯在11世紀初期涌現(xiàn)出了一大批當(dāng)時世界上相對最頂尖的科學(xué)家，其中就包括阿拉伯帝國新銳發(fā)明家中的一員：艾爾·加扎利。

從當(dāng)時的發(fā)展?fàn)顩r來看，阿拉伯的文化環(huán)境可以說是當(dāng)時世界上最優(yōu)越的，因為相比較當(dāng)時全世界的形式：中原文明時屬南宋，經(jīng)過長年的戰(zhàn)亂，國力已經(jīng)明顯不如北宋，而且其大部分精力都要放在抵御北方少數(shù)民族的入侵，無力且無心再在進行更深入的文化建設(shè)；而同時期的歐洲還處在中世紀的宗教黑暗的統(tǒng)治時期，那時歐洲教廷實際掌握了對文化的控制權(quán)，因此中世紀的歐洲在科技文化方面基本是處于停滯的狀態(tài)，因此，縱觀當(dāng)時的整個世界，阿拉伯確實可以稱為當(dāng)時的世界文化中心。

由于經(jīng)過了長時間的文化熏陶和阿拉伯帝國哈里發(fā)國王的大力支持下，艾爾·加扎利開始著手為帝國研制各類機械裝置，以推動生產(chǎn)力的發(fā)展。而他大部分的發(fā)明都收錄到他自己撰寫的機械學(xué)名著《精巧機械的制造知識》一書中。而在其眾多劃時代的發(fā)明中，計時裝置成為獨特的一大門類在全書中占了大部分的篇幅。而且其獨特的設(shè)計思路與提供的理念也使得艾爾·加扎利設(shè)計的眾多的計時裝置在世界鐘表（計時器）發(fā)展史中占有相當(dāng)重要的地位。并且在艾爾·加扎利設(shè)計的眾多計時裝置中，以驅(qū)動材料而言大體可以分為兩大類：水鐘和蠟燭鐘，而水利驅(qū)動的計時裝置又可以大致分為單純的計時水鐘，喚禮水鐘，娛樂性質(zhì)或者侍者形計時裝置和定時噴泉類。在之前的文章中提到過水力計時器的經(jīng)典之作——大象水鐘就因為別具一格的設(shè)計理念而使其成為了阿拉伯水力計時器中的代表作。

圖1：廣口瓶水鐘外觀圖

圖2：廣口瓶水鐘

圖3：廣口瓶水鐘簡圖

在本篇中，先向大家介紹其中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，由于其在所有的計時裝置當(dāng)中是相對比較簡單的，因為這種水鐘的整體構(gòu)造看起來像一個廣口瓶，故在書中稱其為廣口瓶水鐘（圖1）。水鐘的主體類似一個倒置的臺體，大端向上，小端向下，且小端安裝在一個直徑與大端相近的圓柱上，上下兩節(jié)之間是封住的，只留有一個小孔來使水恒定的從上節(jié)流至下節(jié)水箱，經(jīng)過校準后，上節(jié)的容積與下節(jié)水箱的容積一致，雖然在外表看起來兩節(jié)的形狀有較大的差異，但是在實際的中它可以保證水鐘的恒定運行。在水鐘的上節(jié)的頂端中心處有一個高出的圓臺，圓臺上裝有一個盤坐的人像，其形象為阿拉伯文化中的書寫員，手中持有一只長筆，相當(dāng)于水鐘的指針；而在人像下方周圍有一個環(huán)形的刻度環(huán)，其高度與人像下的高度相近，安裝在上端的邊緣，書寫員手中的長筆剛好可以指示環(huán)上的刻度以讀取時間（圖2）。

在水鐘的內(nèi)部，在上下兩節(jié)的接合處有一個小臺，其上裝有一根長軸，長軸通到其頂端，與上方的書寫員相連，這樣，書寫員就可以自由旋轉(zhuǎn)，在長軸接近頂端的地方裝有一個繞線軸，軸上繞兩圈繩索，繩索的一邊加上一個配重砝碼，另一邊連接一個銅制的浮筒浮筒為中空設(shè)計，并在上面焊接上了一根管子，這使得浮筒可以在軸上靈活升降而不影響軸的運轉(zhuǎn)。在鐘運行時，先在上節(jié)中裝滿水，浮筒因為浮力上升，配重則因為重力下降，中間繞過線軸的繩索拉動繞線軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動頂層的書寫員轉(zhuǎn)動回歸原位。在水裝滿后，水鐘就進入了運行狀態(tài)：水開始從上下節(jié)之間的小孔中恒定地從上節(jié)流到下節(jié)，因此浮筒會跟隨水面隨著時間流逝而恒定下降，從而拉動線軸，帶動書寫員轉(zhuǎn)動，書寫員手中的長筆就可以在外圍的刻度環(huán)上指示時間了。根據(jù)書中的記錄，書寫員在一天中旋轉(zhuǎn)一圈，在上節(jié)的水都流入到下節(jié)后停止，這就需要人工將下節(jié)的水引出，倒回上節(jié)中，繼續(xù)計時。

在計時器的發(fā)展過程中，普遍把水鐘分為了兩種：泄水形水鐘和受水形水鐘。泄水形水鐘是指在容器中鉆一個孔使水緩慢恒定的流出，然后在容器內(nèi)壁上刻上刻度，在水流出的時候水位的變化來指示時間；受水形水鐘則是在泄水形水鐘的基礎(chǔ)上加上一個承接容器，并在承接容器內(nèi)壁上刻上刻度，在水位上升時就可以觀察時間。這兩種水鐘在公元前的各大文明中就出現(xiàn)過，而艾爾·加扎利在泄水鐘的基礎(chǔ)上加以各種改進，使得單純的泄水鐘的水流更加恒定，計時更加準確，并且在泄水的同時加上浮筒，使得浮筒的重力通過繩索等帶動一系列的機件運轉(zhuǎn)，達到更為復(fù)雜的計時和報時的功能。相對于更為復(fù)雜的水力鐘而言，廣口瓶鐘是全書最簡單的機械計時器了，它沒有像之前大象鐘那樣有大量的活動機構(gòu)，也沒有像其他的水鐘或蠟燭鐘那樣復(fù)雜的機構(gòu)，但是它可以作為我們認識，了解阿拉伯機械計時器的一個很好的突破口（圖3）。

然而，在其簡單的結(jié)構(gòu)中，對于時間的指示卻有一個值得一提的細節(jié)：由于廣口瓶水鐘的水流在每一天都是相對恒定的，因此書寫員的旋轉(zhuǎn)速度在一天中也是相對恒定的。但是根據(jù)當(dāng)時天文學(xué)家積累下來的經(jīng)驗，艾爾·加扎利發(fā)現(xiàn)在實際的情況下，每一天的晝夜長短并不一樣，因此對于刻度環(huán)上的日出日落時間的標注就要進行更改，如果沒有進行更改的話，必定會出現(xiàn)差錯，從而影響到一天的作息。因此，艾爾·加扎利根據(jù)前人的積累，設(shè)計了不同小時時長的刻度環(huán)，通過更換刻度環(huán)來完成每一天的時長指示。因為地球在太陽系中，赤道與地球的公轉(zhuǎn)軌道（黃道）有一個約為23.5度的夾角（黃赤交角），使得事實上每一天中晝夜時長是不一樣的，在這里就可以表示為日出與日落的時間不同。在中國就以24節(jié)氣來進行表示：夏至?xí)r（6月22日）白晝時間最長，夜晚的時間最短；而冬至?xí)r（12月22日）白晝時間最短，夜晚時間最長。因為地球平均24小時自轉(zhuǎn)一周，所以在艾爾·加扎利的設(shè)計中，他將每一天的時間都做了相對的縮短，以順應(yīng)每天不同的晝夜變化。這種設(shè)計使廣口瓶水鐘的計時精度與后期的廣度得到了提升，并且還將它的計時能力做了一個有效的提升！這樣的設(shè)計還存在于艾爾·加扎利所設(shè)計的其他水鐘當(dāng)中，并且艾爾·加扎利還用到其他更加天才的方法來解決晝夜時長變化的問題，這也會在后期的介紹中提及。

本次介紹的廣口瓶水鐘應(yīng)該是在艾爾·加扎利設(shè)計的所有計時裝置中結(jié)構(gòu)最簡單的，但是它簡單的結(jié)構(gòu)中蘊含著設(shè)計者簡潔，獨立，嚴謹?shù)脑O(shè)計理念，并且，這臺簡單的水鐘可以說包含了《精巧機械的制造知識》一書中對水力計時裝置的最基本設(shè)計思路，其他水鐘的設(shè)計理念都沒有脫離廣口瓶水鐘的基本設(shè)計思路，在水面上加裝浮筒并通過繩索聯(lián)動一系列的機構(gòu)來進行計時的理念的最基礎(chǔ)，最簡單易懂的設(shè)計思路與制作就體現(xiàn)在廣口瓶水鐘上。以廣口瓶水鐘為基礎(chǔ)，我們才可以更好的理解阿拉伯水鐘在設(shè)計上的一大基本理念和思路，也才能更好的幫助我們繼續(xù)更深層次的理解阿拉伯水力計時裝置的精髓。

中世紀阿拉伯計時之水力天文鐘

前文介紹的最簡單的水力計時裝置——廣口瓶水鐘，這是相應(yīng)的其他水鐘或者計時裝置中最簡單的一個。

在之前的文章中曾經(jīng)提到過這批計時裝置出現(xiàn)的背景，現(xiàn)在文中再做一點補充，阿巴斯王朝，在中國國內(nèi)的史料中被稱為“黑衣大食”，而且，這一時期的阿拉伯帝國無論是經(jīng)濟實力，軍事實力還是國土面積，都遠遠超過了其之前的王朝。因此，領(lǐng)地的擴張與經(jīng)濟的繁榮給王朝帶來了大量的財富，同時，這也為科技，文化的飛躍做好了準備，更因為在公元10-11世紀的百年翻譯運動中，阿拉伯帝國，阿巴斯王朝得到了大量的來自西亞、歐洲、希臘甚至是埃及的大量書稿與文化留存，在經(jīng)過了一個世紀的百年翻譯運動后，阿巴斯王朝的文化領(lǐng)導(dǎo)層中開始對其文化與經(jīng)濟自行革新，并在其國家發(fā)展至12世紀-13世紀初期時開始涌現(xiàn)出了包括艾爾·加扎利在內(nèi)的大批新銳發(fā)明家和其成品。

而在本文中出現(xiàn)的這一臺水力天文鐘，是相對成熟的擁有大量機械聯(lián)動和報時機構(gòu)的天文鐘。這樣的帶有天文演示的水力計時裝置，在全書中只找到一臺，而與其有相似的報時機構(gòu)的水力鐘還有一臺。并且這與“廣口瓶水鐘”相比要復(fù)雜得多，并且與第一篇提到的“大象水鐘”也有著不一樣的動力結(jié)構(gòu)。

這一臺水力天文中，使用的同樣是重力、浮力原理來使鐘運作，其在設(shè)置時就是一面單邊的墻，或者叫城墻，在城墻的正面，下方有一排樂師，其由兩名號手（笛手），左右一邊各有一名手鼓師，中間的雙錘鼓手和兩個鈸者組成，它們是每到6時開始進行演奏以表示6時的報時，并且在6時，即計時過程經(jīng)過一半后的每三個小時會演奏一次直到12時。因為有這樣的獨特的計時習(xí)慣而不是每一個小時都加入演奏，學(xué)者在后期的研究中發(fā)現(xiàn)這是要在日出和之后的時間做出分界而使用的，有學(xué)者認為這可能與伊斯蘭教的禮拜習(xí)慣有關(guān)，因此推測這臺鐘可能是用于置于空曠處并特定時間提醒穆斯林信徒們按時禮拜的特殊的計時裝置，因此，這臺水力天文鐘也會被稱為“喚禮鐘”。

在樂師的兩邊分列有兩根支柱，在支柱的上面分別架有一個突出的臺子，臺子上是一只敞口圓腹的瓶子，瓶中有一只銅鐃并且在瓶底有通道，在瓶子的上方的墻壁中分別有一個凹入墻壁的龕，并且在龕中有一只立著的獵鷹，每過一個小時，兩邊的獵鷹會同時將身體探出龕中，并且從其口中落出兩顆銅球，落入龕前面下方的瓶子中，銅球落在瓶中的銅鐃上發(fā)出聲響來報時；在龕的上方有一個長排的長條，其被分為12個小窗，并在每一個小窗上面還有一個空口，有一個新月在最左邊用于指示時間；在整個水鐘的最頂端有一個大圓盤，圓盤上有太陽，月亮的運行軌跡和黃道十二宮的運行指示；在樂師的中間有一個半圓，其被分成12個小圓，每一個圓上都嵌有一塊玻璃，通過看玻璃的明暗來判斷太陽在一天中的運行位置（圖4）。

在鐘的背面，右邊有一根與墻幾乎一樣高的管型水箱，其在制作時分成4節(jié)，并在安裝時逐節(jié)安裝上去，水箱中的水可以支持整個水鐘運作一晝夜，并且在其頂端有一個銅制的中空浮筒，其在水箱中可以漂浮，浮筒上連接有繩索，繩子通過滑輪連接到一個大的繞線輪上，與此輪同軸的另一個輪上也繞有繩索，用于牽引其上方的時間指示機構(gòu)和報時機構(gòu)，第二個輪上的繩索與輪上方的滑車相連，并且第二個輪子在制作時被去除了一半的面積，用于與前方的12個玻璃圓片對應(yīng)指示晝夜情況；小滑車前面伸出一根半月的形狀，用于在正面指示時間；其在滑車上還有一根立柱，用于在指示時間的同時進行報時，在滑車的另一邊也有一個配重以用于平衡。在滑車的上方的12個分區(qū)中都分別一上一下分成兩個層次：上層是一個由兩扇小門組成的門框，門框的上面掛有一塊有人像的木板，并且板是被一個小釘子掛在上面的，可以輕輕一推就從釘子上滑落；在板上有一根繩子連接到上方。此處插入一個介紹：在剛才提及的的12個分區(qū)的上方有一個由一整塊木頭制成的特制木槽，其被刻上了24個獨立的斜槽，并且每一個斜槽的最前端還有一個洞，那些斜槽兩兩排列，兩個一組，共有12組；每一個斜槽中都會有一個銅球，用于最后從獵鷹口中掉出報時；并且在每一組斜槽的前端都會裝有一個擋片，并且擋片的軸都裝在同一邊，在每一個擋片后都會伸出一根小棒，其末端有繩索與每一個其正下方的之前提及的人像板相連，用于釋放銅球。并且，在裝銅球的木槽與下方的12分區(qū)之間還有一個并列的兩端高，中間低的木槽用以接住從上方釋放出的銅球；在中間的孔下有兩個分享兩邊的獵鷹的銅管（圖5）。獵鷹用青銅鑄成，并且做得盡可能的輕，其頭背后有一個孔與剛才的銅管相連接，其口中有一節(jié)三通管，用于使其向前傾，與此同時獵鷹的腳上還有配種砝碼，可以使其在前傾并吐出銅球后被拉回（圖6）?；氐?2分區(qū)的結(jié)構(gòu)中來：每個人像都被掛在高處，并且可以被滑車上的立桿推下，在人像牌上連接有繩索與上方的擋片相連，用以釋放報時的銅球；每一個人像牌下方都有一個裝有兩扇門板的門框，門板是關(guān)閉的，并且，在每一個門框下方有一個小窗口，其上有一個翻板，上面的兩面用不同的顏色標明了所代表的時刻。翻板用一個小機關(guān)固定住，并在時間到時翻下，變換板上的顏色。在第6、9、12時的人像牌上還掛有一個額外的配重物，用以對之后的機關(guān)進行觸發(fā)。

圖4：水力天文鐘

圖5：水力鐘背面圖

圖6：獵鷹構(gòu)造

圖7：分隔水箱與其控制系統(tǒng)

現(xiàn)在把目光下移，在柱狀水箱的底端有一只水閥，形狀與結(jié)構(gòu)與當(dāng)代的水龍頭相似，在水閥的前面有一個節(jié)流閥，這是控制水流以調(diào)整整臺水鐘的運行速度的，其結(jié)構(gòu)會在下文中詳細介紹。在節(jié)流閥下方有一個圓形帶邊的水盤，水盤的下面有一根軸，使得整個水盤可以圍繞軸來轉(zhuǎn)動。在水盤的前方裝有一根導(dǎo)管，在導(dǎo)管的前面，有一個雙頭的分頭，以把水分向引導(dǎo)；在水管分頭的下面還有一個隔成三個分區(qū)的水箱，在水箱的底部有一個長扁的水槽，每一個水箱中流出的水都會流到下面的水槽中，在水槽邊上還有一根導(dǎo)管，可以把水引向下一段。在三個分隔的水箱的底部都有一只錐狀的水塞，每一個水塞上都有一根導(dǎo)線，而每一根導(dǎo)線都會穿過一個相應(yīng)的導(dǎo)輪，連接到之前提及的掛在6時，9時和12時的人像牌后面掛的配重砝碼上，并且每一根導(dǎo)線都穿過了導(dǎo)管上的固定的環(huán)中，這樣一來，當(dāng)?shù)?時的配種砝碼與人像牌一同落下時，它會將線扯緊，提起水箱中的水塞，同時，在導(dǎo)線被扯緊時，導(dǎo)線會將水管轉(zhuǎn)到第二個水箱中，并開始對第二個水箱進行蓄水。每一個水箱在三小時中都會蓄滿等量的水，并且在第9時時，第9時的人像牌上的配重砝碼與人像牌同時落下，扯緊導(dǎo)線，拉起水塞，并將導(dǎo)管轉(zhuǎn)向最后的一個分隔的水箱中；在此要重點提到的是：在最后一個水箱中，其水塞上的導(dǎo)線并沒有連接到導(dǎo)管上，而是直接將導(dǎo)線連接到第12時的人像牌上的配重砝碼上，因此，當(dāng)最后一個配重砝碼被推下時，雙頭導(dǎo)管并不會轉(zhuǎn)動，而是水塞直接被拉起，將最后一個水箱中的水放入到下方的水槽中（圖7）。

當(dāng)水從下方的水槽中沿導(dǎo)管流出后，會流到一只裝在一根長軸的水輪上，并且在長軸上還裝有數(shù)根銷釘，在水推動水輪轉(zhuǎn)動時長軸也會轉(zhuǎn)動，并且其銷釘在轉(zhuǎn)動中會撥動前面伸出的連桿，連桿被撥動時會帶動前面的樂師擊鼓擊手鼓和擊鈸，以此來發(fā)出聲響報時。在水輪下方還有一只水槽，當(dāng)水從水輪上流下后，會匯入水槽中，沿水槽上的導(dǎo)管流入到一只密封箱中，在密封箱的上板處裝有一只導(dǎo)管，在導(dǎo)管的末端有一只氣哨，置于前方的號手（笛手）的旁邊；并且在密封箱的下板上還裝有一只U形的虹吸管，用于在水裝滿時將水全部排出。因此，當(dāng)水從水輪的下方的水槽中流入到密封箱中時，空氣也會被壓入上方的導(dǎo)管中，當(dāng)空氣沖擊氣哨時會發(fā)出聲響。當(dāng)水漫過虹吸管的U型彎后，會被全部從密封箱中抽出，水從密封箱中抽出后流到密封箱下方的水箱中，以供下次再進行換裝（圖8）。

圖8：水輪、樂師和笛手的運動構(gòu)造

在全部的計時過程中來看，當(dāng)計時開始時，柱狀水箱中的水會裝滿并開始定量放出，隨著水箱中水位的下降，水面上的銅制中空的浮筒開始下降，并通過其上連接的繩索帶動第一個繞線輪轉(zhuǎn)動，而與之同軸的另一只繞線輪也會同時轉(zhuǎn)動，拉動輪子上的繩索牽引放置在其上面的滑車，滑車向前運動時，其上連接的半月形指示針也隨車向前，同車連帶的立柱也在第一個小時時推下第一塊人像牌，人像牌落下時，一方面將其下方的門板撞開，并且頂開卡鎖機關(guān)，將翻板放下，翻版變換顏色；另一方面，在人像下落時拉動了上方的擋片，擋片打開，釋放了木槽中的兩顆銅球，銅球通過木槽和其下方的管道進入到兩邊的獵鷹的頭內(nèi)，獵鷹的頭部重心發(fā)生改變，使得兩只獵鷹同時向前傾，銅球其嘴中落入到其下方的瓶中，銅球落在瓶中的銅鐃上發(fā)出聲響，以此來報時。在之前計時的5個小時中，這臺水鐘都是以這樣的方式進行報時的，在第6個小時及其以后，下方的前臺上的樂師才會加入到報時的行列中來，即在6時之前，節(jié)流閥前方的水盤通過導(dǎo)管將水蓄入第一個分隔的水箱中，并在第6時時，第一個水箱中的水已經(jīng)將近蓄滿，并且第6時時，水才會被放出，推動水輪帶動前方的樂師進行奏樂，并且在6時后的每三個小時，即9時、12時的時刻中，除了獵鷹可以報時外，樂師都會在獵鷹吐落銅球后開始奏樂來報時，相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在前面的文中提及。

在此處要提一個關(guān)于鐘的上方的天文，日、月的軌道運行（圖9）。在剛開始研究這類水鐘時，我本以為上方的天象系統(tǒng)是與下方的報時機構(gòu)向連接的（或者說希望這樣）；但是，再往后的包括在天文指示盤的研究當(dāng)中，我發(fā)現(xiàn)這臺鐘上的天文演示盤實際上是由人工來使其運轉(zhuǎn)的，而且，其在天文指示盤的基本構(gòu)造實際上是一塊帶有日月的運行軌道和黃道十二宮圖案的圓形木板，其軸連接到后方，并在其上有另一個標記孔的圓盤，而當(dāng)一晝夜完成后，負責(zé)專門看管這臺水鐘的人把其中太陽與月亮的位置作變動，將一切的物件歸位，并且把水放回柱狀水箱中，這樣的有相對人工回位與人工調(diào)整的操作對于現(xiàn)在而言當(dāng)然不可以用自動化的鐘表分類將其歸類，但是在11—13世紀的阿拉伯帝國，乃至放眼全世界，甚至是歐洲，與其理念和運行水平相近的同時代器械是幾乎沒有的。因此，將其放在當(dāng)時的歷史背景與歷史環(huán)境中而言，這樣的水鐘已經(jīng)是相當(dāng)先進且相當(dāng)成功的了！

除了介紹這臺鐘的基本日常運作的流程和其結(jié)構(gòu)之后，要重點提及的是在出水口前方設(shè)置的全鐘的運行的核心的控制機構(gòu)——節(jié)流閥（圖10），需要特別在文中提出來講的，是因為這一結(jié)構(gòu)十分巧妙的將鐘的運行進行了控制，使得鐘在一年內(nèi)中根據(jù)太陽的日出日落的時間的改變來調(diào)整其運轉(zhuǎn)速度，并且精確地控制了每一天的日出，日落的時間，這使得鐘上所指示的日出、日落的時間與太陽世紀的日出、日落時間一致。例如：在夏至日時（6月22日）太陽的日出時間最早，日落時間最晚，故白晝所占的時間最長；夜晚所占的時間最短。在夏至日后，日出時間逐漸推后，日落時間逐漸提前，故在白晝所占時間縮短。黑夜所占的時間加長；一直到冬至日（12月22日）時，日出時間最晚，日落時間最早，故白晝所占時間最短，而黑夜所占的時間最長；在春分日（3月21日）和秋分日（9月23日）時，日出，日落時間相持平且晝夜所占時間相等，即晝夜平分。要在晝夜時間和日出日落的時間中調(diào)整整座鐘的運行速度：艾爾·加扎利在他的設(shè)計中加入了節(jié)流閥的調(diào)節(jié)機構(gòu)，這使得每天的水的排出速度都不一樣，以此來對鐘的運行速度進行控制，并且使其所指示的時間與當(dāng)日的日出，日落的時間相對應(yīng)。

圖10：節(jié)流閥

要達到上文所提到的效果，艾爾·加扎利使用的是活動式的節(jié)流設(shè)計。其節(jié)流閥是由4個基本部分構(gòu)成，其后方有一個環(huán)，在環(huán)中有一個可以轉(zhuǎn)動的盤，在盤上有12個大的分區(qū)，每一個大的分區(qū)中又分成6個小分區(qū)，而在每一個小分區(qū)中還被分為5格，每一個分區(qū)都被這樣劃分，因此，在盤上一共有360個小分格，每過一天要人工轉(zhuǎn)動一格，在其中心處有一根插管，其管直通到前面，并且在管上有一根銅的外管，外管前有一個環(huán)，在盤前面還有一個帶半圓的外殼。在轉(zhuǎn)動底盤時，水量會隨之相對的遞減，并且在對其進行準確的校準后，每一天的水量和水流速度都會與當(dāng)天的日出、日落的時間相對應(yīng)。最終，在完成后，這樣的裝置在全部的鐘當(dāng)中起到了非常重要的作用，因為這臺鐘已經(jīng)不再是單純的計時鐘，而是變成了一臺可以調(diào)節(jié)其運行速度和運行周期的，并且根據(jù)太陽的運行來實施運行，這就將這臺鐘升華成了唯一一臺通過調(diào)整其運行速度來完成其周期你循環(huán)變化運行的天文鐘性質(zhì)的計時裝置。

到現(xiàn)在來看，雖然與之前的出現(xiàn)的中國宋代水運儀象臺（公元1088年）和后期出現(xiàn)的歐洲大型機械鐘與鐘樓，鐘塔（公元13世紀——15世紀）相比，這臺天文鐘仍然需要有多人專門看管，并且還要在相對的周期中對整個計時裝置進行重置，這些動作尚不可以通過機械的運行進行重置循環(huán)，但將其放在當(dāng)時的時代背景和時代環(huán)境中來看，在全世界的范圍內(nèi)，對鐘或計時裝置的研究除了阿拉伯以外都相對處于停滯，甚至是退步的狀態(tài)，縱觀全世界的文明聚集地，正如我們之前提到過的：中國中原地區(qū)，水運儀象臺幾乎被毀，并且仍然處于與北方少數(shù)民族政權(quán)和蒙古人的戰(zhàn)亂中，完全無法抽身于鐘表的研究；而在西方的歐洲，正是中世紀的黑暗與科技發(fā)展最緩慢的時期，從此來看，相對文明發(fā)達的阿拉伯地區(qū)的這類水力天文鐘擁有其相對的特色和獨創(chuàng)性，從這樣的觀點來看，對于其在運行中需要有大量人工作為維護，也是可以理解的，因為在當(dāng)時的阿拉伯文化氛圍中，是可以接受這種人工在一臺水力計時裝置中的運行中占有相對多一點的比例的。因此，在這臺鐘的研究中，也可以理解剛才提到的情況，也可以將其理解為當(dāng)時的計時裝置的一個特點。

以上就是對于水力天文鐘（喚禮鐘）的全部結(jié)構(gòu)與功能的介紹，總體來說，這臺鐘的結(jié)構(gòu)相對于之前的廣口瓶水鐘來說已經(jīng)有了十分長足的升華和發(fā)展，雖然基本的原理都相似，但是這臺鐘的報時與調(diào)速機構(gòu)其實是在廣口瓶水鐘的基礎(chǔ)上的技術(shù)革新。而這類水鐘與大象水鐘相比有時對于新型驅(qū)動結(jié)構(gòu)的探索與研發(fā)，推出了新的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，并且將計時的天文與準確性提升到了新的層次。這也是在艾爾·加扎利的《精巧機械的制造知識》一書中的唯一一臺帶有天文演示的計時機械。以此文作盡可能詳盡的介紹，并向各位同道中人撰文分享。