到了唐代,李世民掌权坐朝后,吕才担任太常博士职务时,发现昼夜两壶并不精确,需要经常调节,因此很不方便。吕才下决心研究滴漏不准确的原因。
吕才在长时间的摸索中终于找到了其中的原因:第一个水壶刚装满水时,水滴得有些快,随着水量的减少,便滴得慢了,待到水剩下不多时,就滴得更慢。
为了解决这个难题,他就差人不断地往第一层壶里加水,这样计时就比较准确。吕才分析的结果,发现漏壶的水而变化是影响漏刻准确的主要因素。
他根据这一思路,对漏刻进行了从新的设计,经过反复计算和试验,他想出了一个巧妙的改进办法,就是增加“补偿壶”,目的是使最低一层漏壶的水位在一昼夜之内保持不变。
为此,他按滴漏速度计算了水量,最后确定了安装3个补偿壶的“四壶漏刻”设计方案,这是我国漏刻改进的又一重大技术成就。
吕才还将革新后的漏刻绘制成了图样,这就是有名的《唐代吕才刻漏图》。这一份古代计时仪器宝贵资料,经常为人们引用。
吕才发明的“四壶漏刻”,上面3层铜壶是方形的,放在一个3级的木架上,最后一只铜壶是圆筒形的,放在地上。顶上的一只壶里放满了水,水就通过壶里的细管子,一滴一滴地流到第2只壶里,再从第2只壶流到第3只壶里,最后流到第4只壶中。
看到第4只壶里的水面升到多高,就可知道现在是什么时刻。
铜壶不像玻璃,并不透明,很难准确看清楚壶里的水面究竟有多高。于是就在下面的那只铜壶上铸了一个铜人,铜人双手捧着一支木箭,木箭上刻着一道一道指示时刻的横线。
木箭的下端连接着一片木头块。壶里水面渐渐升高时,这块漂浮在水面上的木头块就跟着上升,木头块上面的木箭也渐渐升高。
这样,只要看一看铜人双手跟木箭上的哪一道横线相齐,就能准确地知道现在是什么时刻了。
今天,在北京的国家博物馆里,就陈列着一具“四壶漏刻”这种不用发条的时钟,它永远向后人展示着它那古色古香的风采,永远闪烁着古代科技的光辉。