邢台市图书馆

大明殿灯漏是以水为动力的机械自鸣钟。这种以水为动力的机械装置创始于东汉时代的张衡，唐代作了改进，北宋的苏颂、韩公廉等人制造过一座雄伟高大的水运仪象台，高大约12米。它的上层安装着浑仪，中层设置着浑象，底层有一座五层木阁，通过水力传动机构能自动报时、报刻和夜漏更筹，并能摇铃、扣钟、击鼓、打锣，以声响汇报时刻。南宋初年有人想在临安（今杭州）重新制作一台水运仪象台，但是没有人能够理解苏颂、韩公廉所制仪器的构造原理，就连苏颂的儿子苏携也看不懂父亲的遗作。水运仪象台的原器件在金初迁址燕京时，已经损毁。郭守敬凭着渊博的数学和机械学知识，苦思冥想，反复琢磨，不仅复原了苏、韩的水运仪象台，而且比前者更加先进，使传统的机械钟表更加完善，成为了当时完美的皇宫报时装置。
  大明殿灯漏整个机械构造通高一丈七尺，它的外表像是一个大球，坐落在一个四方的机柜内。整个灯漏分为两层，有主体和附件两部分。上部是附件，分曲梁和中梁。曲梁，顾名思义，是一个弯曲的梁，而且中间弯曲，又左右对称。曲梁的面上刻有水槽，用来定水准。中部安设一颗云珠，代表地球，左右两旁分别布置着两颗云珠，代表着太阳和月亮。曲梁两端用龙首作装饰，曲梁摆动时，龙首张吻转目，好似凝视着梁架的水平位置是否左右平准。云珠的下面，另外悬挂着一颗大珠。位于曲梁下面的是中梁，它的左右盘旋着两条腾龙，呈现二龙戏珠之状，双龙又能随上面大珠的摇摆而俯仰转动，好像在查看水槽内的水是否均匀稳定。曲梁、中梁、龙首、龙身都不是单纯为了装饰而设置，而是用来校正大明殿灯漏的水平状态，它们具有反映校正水平的工作过程的性能。
  它的主体部分分为4层，各部分结构分明，作用不同。顶部最高一层是第四层，四方环列着“四神”，即代表日、月以及天上列宿中在天球上相差半周的参宿与辰宿（即心宿）。它每天自东向西转动一周，表示天体在作周日运动。第三层按东、西、南、北方向布置着苍龙、白虎、朱雀、玄武，即代表二十八宿的四象的活动模型。它们按一定时刻跳跃、舞蹈和鸣叫，与周日旋转运动相呼应。第二层四周刻有每日一百刻的度数，又排列着代表十二时辰名称的木质“十二神”。每神手中各持一块写明时辰名称的“时牌”，按时轮流在一定门口出现，报告那时正是什么时辰。另外再有一个木人立在门口，一直用手指明着刻数，正当何时何刻，一望便知。底层的四角，又是四个各执乐器的木人。每个时辰分“初”与“正”两段，每段各有四刻。这一层的木人，逢初刻鸣钟，到二刻打鼓，至三刻敲锣，最末四刻时击铙钹。一般说，在日常生活中白天六辰还容易区分估计，而每辰再细分的八刻则往往吃不准。以时牌报时，配以不同的声响报刻，这样巧妙的一具时钟，确实是相当完美的。
  大明殿灯漏的动力装备，是一组水利机械。用水车注入水壶，通过类似漏壶的一组水箱，使一个水位恒定的漏壶中的水均匀地流出，依次冲击激动一个枢轮。枢轮旁装有一整套轮轴装置。利用凸轮机构与齿轮系统，使轮轴传动装置的一重重机轮带动灯球内四层中的不同物象，作出不同的反应，尤其是第三层的四象模型，已能够自动地按时鸣叫，发出不同的声响，并且以不同的姿势跳跃。机械传动装置内装有控制速度的擒纵器，使灯漏的走速均匀，计时准确。另外还装有相当复杂的凸轮机构和齿轮系统，以带动这一整套的传动装置。
  大明殿灯漏框架的材料是用金子做主要成分的合金。灯漏的四面都点缀着各种珠宝与金银饰物，做得非常华丽。忽必烈看到大明殿灯漏的成品后，极为欢喜，将它安放在皇宫的正殿——大明殿上，因而又称为大明殿七宝灯漏。每逢皇帝即位、元旦朝贺、生日祝寿、册立皇后、册封太子、诸王与外国使节来朝以及其它重大庆典，都要在大明殿举行仪式。此时就用这座金光闪闪的灯漏来计时，来烘托盛大典礼的气氛。
  郭守敬创制的大明殿灯漏的时间因没有历史资料的确切记载，不能断定，但从一些专家的分析来看，大约在1262—1270年试制成功。郭守敬的大明殿灯漏，与前代灯漏不同的是：前代的仪器以天文观察、演示天象为主要功能，郭守敬把这两项天文功能省掉，保留了其计时部分，并在计时机构上增加报时与演示功能，称为第一台脱离天文仪器的独立计时仪器，为后世钟表的发展开创了先河。
  从钟表结构和郭守敬所处的时代来分析，由于大元皇朝向西北欧洲进军，推动了中西方的文化和科学技术交流，中亚和欧洲众多小国不断地向中国皇帝进呈贡品，民间的互访促进了民间交往。当时大明殿灯漏及郭守敬的著作也传到了西方。由于枢轮结构庞大复杂，制作难度也大，人们在制作钟表的过程中，不断地积累经验，大胆改革，后来用重锤代替水轮，使时钟机构体积大大缩小，结构简化，更加紧凑合理。
  时钟机构传到欧洲，经过各国工匠们不断革新，设计出具有各自特色的专门计量时间的仪器——钟表，但这已经是郭守敬制作大明殿灯漏400年以后的事情。钟表后来得到广泛应用与发展，对促进各学科的发展起到了极为重要的作用，并广泛深入到人们家庭与生活中间。为此，近来有人提出：中国人开创了钟表史，当是郭守敬达到了顶峰，钟表可以说是中国第五大发明。郭守敬创制大明殿灯漏，是欧洲中世纪天文钟的最直接的祖先，是世界上机械钟表的鼻祖。