古代是沒有水平儀的，那麼他們是怎麼控制高程的呢？

他們的方法非常簡單，用水管在一根比較細的水管裡灌上水，用木棍敲打水管，除去裡面的空氣，然後水管兩頭水面的位置高程就是相同的，最簡單的連通器原理。

不要小瞧了古人的智慧，只是古代的水平儀沒有現在的精準和高可以而已。

相傳大禹治水時期就已開始使用“準，繩、矩”等原始的測量工具。《苟子·宥坐》中記述孔子談法的時候，用“水準”作比喻，來說明執法要公平的道理，指出“主量必平，似法”。如果當時沒有類似於水準測量的生產實踐活動，就不可能出現這類的比喻。

西漢時開關中漕渠，齊人水工徐伯負責定線工作(即所謂“表”)，就是水準測量儀器，可惜史書上沒有詳細記載。南北朝時期，我國古代著名科學家祖沖之的兒子祖

古代沒有水平儀，修水渠自然有技藝精湛的設計師總結的土辦法。我在這裡講一個簡單的工具，在一個裝滿水的盆子裡放一個小板凳，在板凳的四個凳腳上綁兩條互相平行且垂直於凳腳的細線，然後從繩子這邊往測量方向看，然後在前方的測量標杆上劃上記號，將兩次標杆上的記號進行比對，就能辨別出水平面的高低情況。這個工具人們形象地稱它為“水鴨子”，它是利用水的重心向下和三點成一線的原理自制的一種專門用來測量水平的工具。這裡有一箇中國人民修建世界八大人工奇蹟的紅旗渠時用“水鴨子”的故事。

紅旗渠開工沒多久，工程指揮部就遇到一個難題，當時紅旗渠總乾渠從山西境內而來，只有透過林縣北部的分水嶺，才能徹底解決林縣全境內的用水問題，水往低處流，要達到這個目的，必須保證渠首到分水嶺70多公里的渠線縱坡比不大於1/8000，1/8000是什麼概念呢？就是渠道每推進8km，落差只允許下降一米，如果超過一米，坡度就會升高，水就流不過來；反之，坡度過低呢？就會導致水流加速，沖毀下游的堤壩。值得一提的是，紅旗渠是全靠人力用錘子和鐵釺一點一點鑿出來的，施工速度是以米為計算單位的，那麼每向前推進一米，這個落差要保持在多少呢？在沒有任何機械動力可依靠的條件下，紅旗渠工程的技術難關是怎麼解決的呢？按照紅旗渠的總體設計，縱坡比要不大於1/8000，才能保證渠道的順利使用，1/8000的落差，換算成米呢，就是0.125毫米，這麼細微的落差，林縣人民就是靠著“水鴨子”和縣裡僅有的兩隻經緯儀，一點一點測出來的。水鴨子節省大量資金，便於掌握，因當時修渠的大多數都是農民，這是最容易掌握的工具，到十年後紅旗渠驗收的時候，紅旗渠與施工指揮部當時的設計不差毫釐，不得不說，中國人民的智慧讓世人震驚。

無非二種方法，一是找一種工具裝水利用水平面。另一種就是垂直直角法，利用垂直線，分等腰三角線，底線就是水平線。

中國古代的工程大師，能工巧匠們，如大禹，李冰，魯班等等，他們在工程實踐中創造了大量的工程施工測量方法，標準，技巧。

在沒有西方測量工具，水平尺，水管，水準儀，全站儀，遠紅外鐳射儀之前，他們就懂得，水是平的，墜線是垂直的道理。

所以中國古代偉大的工程創造，舉世聞名，大禹，李冰治水，萬里長城，京杭大運河，長安城，故宮等大型工程，從不缺乏測量的精準度，可見，其工藝水平絲毫也不比西方差。

我小時候跟師父學木工，在房屋地基操平時，在四個角先打上一根木樁，師父找來一個木盆裝滿水，水上放一個薄瓷盞，在沒風沒浪的凌晨，師父爬在地上，我在樁前劃點，師父單眼吊線，兩個瓷盞邊平瞄射到木樁上一點劃點，再轉移方向，四個樁畫定後，按點連線，上下反尺，這就把房屋水平線點確定了。

師父說，這樣操平，根據你的視力，每次可操30一一50米，誤差±在每10延長米差1毫米以內，眼晴好的，50米差1毫米。

瓦工用的線墜，中國古代就有，直角尺，古代木工也離不了，用這二種工具找水平線就比較方便了，直角尺的一邊靠準垂直線，另一個直角邊就是水平線，但缺點是，直角尺的長度有限，延長線的水平度不夠標準，一般在十米以內，為了延長水平控制距離，可以每隔幾米的距離，效正一次，確保延長線的誤差在允許的範圍之內。

大型水利工程，引水調水坡度比，看是每延長米不足0.1毫米的降高，每公里不足1分米，但只要是有坡度，在標段結點上效準，降高應該問題不大。

古人的智慧並不笨拙，他們懂得液體在相通的溶器裡，會從甲處流往乙處或多處，流到各處一樣高為止。古人利用水流的原理，製作大小不等且互通不漏，又能轉彎抹角的管道來測量高低，後來透過漫長歲月一步步更新，製作出水準儀，隨著科學進步，水準儀又被經緯儀和衛星定位器所取代。

古人的智慧並不笨拙，他們懂得液體在相通的溶器裡，會從甲處流往乙處或多處，流到各處一樣高為止。古人利用水流的原理，製作大小不等且互通不漏，又能轉彎抹角的管道來測量高低，後來透過漫長歲月一步步更新，製作出水準儀，隨著科學進步，水準儀又被經緯儀和衛星定位器所取代。

（具有水平儀功能的的漢景帝德陽宮“羅經石”）

“古代沒有水平儀”？

千萬別小瞧了古人的智慧，我說的，是中國古人。

更早的不說，河南杞縣鹿臺崗遺址的龍山文化埋層中，即發現了目前所知最早的石質“水平儀”——“羅經石”，距今約4500年。

在距今約4300年的山西襄汾陶寺遺址中，發現了迄今所見最早的木質“水平儀”。

鹿臺崗遺址發現的“水平儀”，又有西漢景帝陽陵的“羅經石”作為佐證，同樣為在圓形巨石上刻出“十”形凹槽，堵住四面埠然後在凹槽中注水，調整石盤四方高低，便可尋得四個方向的“水平”。

（陶寺遺址出土“水平儀”復原圖）

陶寺遺址所發現的木質“水平儀”，則明顯高階並簡便了很多。下面是呈“十”形的木質高足，上面架以盛水的直壁圓筒形儀具，器表朱繪，器中尚放有挹水木觚。

學者們認為，比如社科院馮時教授，中國先民類似的“測量儀器”及技術認知，至少可以上溯到距今八千紀的新石器時代。

不過，古人不稱此為“水平儀”，而叫“水臬（槷）”。

《文選·何平叔（晏）·景福殿賦》雲：“制無細而不協於規景，作無微而不建於水臬。”

“景”，是“影”的本字。“規景”，是說“景福殿”之設計，是經過“規矩”仔細測量的。

後面一句是說，此殿的建設，“無微不至”都符合“水平”。

古時，“水平儀”之所以稱為“水臬”，是因為其最早起於中國上古先民的“觀象授時”“立表測影”，而“立表測影”的重要工具，就是“圭臬”。

“圭臬”，分兩部分——表杆和臬尺。

杆長“八尺”， 指立於地面之上部分，相當於人的身高，“七尺男兒”是後來的說法。陶寺遺址亦出土了目前所知最早的“表杆”，長1.72米。

（陶寺遺址出土圭表、臬尺和底座）

“臬尺”，是測量日影長度的工具，一般以“地中”謂之夏至日影的“尺五”為長度。這也是後來朝臣所用“圭版”之原型。

古人認識到，側日影，首先“表杆”必須垂直於地面。而這又提出了“地面”必須平整的課題。對此，古人早有理論上的總結概括。

絕不晚於戰國之前的《考工記·匠人》曰——

匠人建國，水地以懸（懸），置槷（臬）以懸，眡（視）以景（影）。

“水地以懸”，就是“求地平”。此句後，鄭玄《注》雲：“於四角立植而懸，以水望其高下。高下既定，乃為位而平地。”

這是說，在中間所立之“杆”的四角相等距離，立相同的四支桿子，再用“水臬”一類的“水平儀”找尋高低，就可以確定是“平地”了。

賈公彥《疏》，又做了進一步解說。其曰：“植即柱也。於造城之處四角立四柱，而懸謂於柱四畔懸繩以正柱，柱正，然後去柱，遠以水平之法遙望，柱高下定，即知地之高下。”

上述所說，是這些人對周初或更早的古人如何測“水平”的考證，而非所在時代的“現狀”。

（陶寺遺址出土“水平儀”俯檢視和側剖面圖）

江永又覺賈公彥說得還不明確，於是在《周禮疑義舉要》中說：“此謂測景之地須先平之，蓋地不平，測景有差，故下注雲‘於所平之地中央，樹八尺之臬’，非謂通國域之地皆須平也。”

關於“平地”之法，他又說：“今工人作室即成，有平水之法：各柱任意量定若干尺，畫墨，四面依墨用橫線，線下以竹盛水，懸直物於線，進退量之，如柱平，則直物至水皆均；如不均，則知柱有高下，而更定之。”

《淮南子·齊俗》中，說到一種“浣準”的“儀器”，大約是與“水臬”這樣的“水平儀”相配合，來測定遠方之柱“高下”的。

總之，中國先民的測“水平”或曰測“水準”，有極其悠久的歷史，其所體現的，是由“觀象授時”所達成的“時空統一”。

陶寺遺址的年代，大約與傳說中的大禹治水同時，你想，那個時候的先民能夠破堵以疏，因勢利導地治水，如此重大的社會實踐，能不極大促進早早地解決“水往低流”和“地平”問題麼！

紅山文化牛河梁遺址、良渚遺址、雙槐樹河洛古國遺址、石卯遺址等等，古人在城池、宮殿、祭壇包括水利方面的恢弘成就，已經越來越多地提供了令人信服的證據。

70、80到90年代農村建房打水平是用一條大約3米長1毫米的白色小膠管打水平的，方法就是將白色的膠管裡面灌水兩頭一拉就可以打水平了

（玉圭）

看一下古中國的玉圭與玉璋，應該怎麼用，就知道古人怎樣找水平及測水平之間的水平差了。

（玉璋）

再瞭解一下古華人的水鑑的鏡子，它不僅用於照鏡打扮人的容貌梳妝，用於工程上就是水平儀。

用這兩種水平尋找工具時，只需有幾根同樣長短的木棍，立直地面，用線上掛一塊石頭作找垂直線的依據，確保小木杆垂直地面，隔一段矩離插一根，就可得出前行直線，測量各木杆高度差就得出水平值了。這樣高的鏟低，低的墊高，得到水平平直及平面了，也可控制落差了。

（水鑑，用於滴水計時上了）

人類，不論哪個人群，只要會蓋大房子，都可以找到落差和水平的。因為大房子必須是水平的，不能是歪斜的。

華人的玉圭就是規矩的規，所以它的頭部是尖的。玉璋是中間分成兩個豎起的枝杈，呈現的是一個V字形的空間。

用玉璋的V字形開口處，望向遠方擺放的玉圭的尖頭望去，就可以找到平直的線，在測量這個平直線的落差，就能得出水平直線。玉璋和玉圭用線墜保障垂直。

（古埃及方尖碑）

別小看了古人，南美洲和非洲的方尖碑，體型巨大，又特別的長，怎麼豎立起來的？並且歷經三四千年，經過多少地震？不倒不壞。

春秋戰國時期修的鄭國渠，四川修的農田灌溉系統，以及都江堰，後來隋朝修的京杭大運河。都是必須有緩慢落差的，誤差不能超過太多。

隋朝修的京杭大運河，是由杭州通往河南洛陽。後來改成通往現在的北京。並且要確保船可以向高處走。中國古人修造運河的時候，世界各國還不知道什麼叫做渠呢，更不要說是運河了。

漢武帝及匈奴，匈奴進入歐洲才可以建羅馬水渠。

（南美洲瑪雅人方尖碑）