해시계
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고대 이집트의 해시계
1. 개요
Sundial.
지구의 자전하여 천구에서 태양의 위치가 바뀌면 물체의 그림자가 이동하는 것으로 시간의 경과를 측정하는 장치. 인류 최초의 시계이자 최초의 휴대용 시계. 원시시대에 나무 그림자의 각도로 시간을 알았던 것이 최초의 해시계인 듯하다.
처음에는 그림자에서 길이를 재는 방식도 있었다.
2. 상세
태양하고 막대기만 있으면 되니 복잡한 구조가 필요없고 지구가 자전하는 한 고장날 일도 없으며, 어느 정도 기술력이 있다면 크기도 휴대하고 다닐 만큼 작게 만들 수 있어 기계식 시계가 나오기 전까지 다양한 문명권에서 오랫동안 사용하였다. 한국에서는 6~7세기에 제작된 신라 해시계 파편 유물이 가장 오래된 해시계 유물이다.
다만, 태양이 하늘에 떠 있는 낮에만 사용할 수 있는 데다가, 구름이 태양을 가리는 등 화창한 날씨가 아니면 사용을 못하거나 사용에 큰 지장을 받는다. 따라서, 비가 오거나 하면 무용지물이 된다. 그리고 해뜰녘이나 해질녘에는 정밀하게 만든 물건이 아니면 역시 세밀히 시간측정하기가 어렵다. 그러므로, 물시계 같은 다른 시계가 있어야 한다. 또한 계절에 따라 태양의 위도가 달라지기 때문에, 그냥 간단히 고정된 위치에 빗금만으로 표기한 원시적 해시계로는 일년 내내 정확한 시간을 맞추기 어렵다. 이 때문에 앙부일구 같은 정밀 해시계는 기간별로 다른 시간 눈금을 새겼다.
한국에서 예전에 만든 앙부일구 등 해시계를 지금 사용해보면 표준시와 약 30분 정도 시차가 난다. 한국은 UTC+9 시간대를 사용하는데, 이 시간대의 기준 자오선인 동경(東經) 135도선이 한반도를 지나지 않고, 일본 아카시 시, 러시아 사하 공화국을 지나기 때문이다.
한반도의 중심 근처를 지나가는 자오선은 동경 127도 30분 자오선[2]이므로, 경도 7도 30분짜리 차이 때문에 이렇게 차이가 난다. 북한도 오랜 기간 동경 135도를 기준으로 표준시를 사용해온 바 있다. 2015년 8월 15일부터 일제잔재청산을 이유로 이전보다 30분을 늦추어 UTC+8 1/2를 채택했으나 3년만인 2018년 다시 원래대로 UTC+9 시간대로 환원하였다. 한반도가 동경 120도[3]와 동경 135도의 중간에 딱 끼었기 때문에 벌어진 일일 뿐이다. 또한 현재의 국제적 시간 체계에서 30분 정도 차이는 사실 거의 정확한 시간이나 다름없다. 유럽만 해도 이웃 나라와 교역 등의 문제로 실제 태양시와 1시간 이상[4]의 차이를 감수하는 곳도 있다. 대표적인 예가 스페인.
3. 한국의 해시계
3.1. 신라 해시계
경주 성곽 출토 신라 해시계 참조.
3.2. 앙부일구[5]
장영실이 만들었다.
3.2.1. 보물 제845호
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문화재청 홈페이지 : 앙부일구 (仰釜日晷)
앙부일구(仰釜日晷)는 세종 16년(1434)에 장영실, 이천, 김조 등이 만들었던 해시계로 시계판이 가마솥같이 오목하고, 이 솥이 하늘을 우러르고 있다고 해서 이런 이름을 붙였다. 이것은 둥근 지구 모양을 표현한 것이고 작은 크기로도 시각선, 계절선을 나타내는데 효과적이다.
큰 것은 시계의 지름이 35.2㎝, 높이가 14㎝이고, 17세기 후반에 제작된 것이며, 작은 것은 시계의 지름이 24.3㎝이며 18세기 전반에 제작되었다. 오목한 시계판에 세로선 7줄과 가로선 13줄을 그었는데 세로선은 시각선이고 가로선은 계절선이다. 해가 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지면서 생기는 그림자가 시각선에 비추어 시간을 알 수 있다. 또 절기마다 태양에 고도가 달라지기 때문에 계절선에 나타나는 그림자 길이가 다른 것을 보고 24절기를 알 수 있다.
특히 세종실록에 글을 모르는 백성들을 위해 12지신 그림으로 그려서 시간을 알게 했다는 기록이 있어 주목할 만 하다. 또한 이것은 대궐에 두었을 뿐만 아니라 종로 혜정교와 종묘 앞에 설치한 우리나라 최초의 공동시계였다는 점에도 의의가 크다.
2개의 해시계는 작고 오목한 가마솥 모양에 네발이 있는 우아한 모습을 가진 것으로 작풍과 제작기법이 같다. 청동으로 몸통을 만든 뒤, 검은 칠을 하고 글자와 선을 은상감으로 새겨 예술품으로도 손색이 없으며 정확한 수평을 잡기 위한 십자형의 다리가 있다. 조선시대의 대표적인 해시계이며, 과학 문화재로서도 가치가 큰 유물이다.
3.2.2. 휴대용 앙부일구
3.2.2.1. 보물 제852호
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문화재청 홈페이지 : 휴대용 앙부일구 (携帶用 仰釜日晷)
앙부일구는 조선 세종 때에 처음 만든 이후 조선시대 말까지 계속해서 제작되었고 가장 많이 만들어진 대표적인 해시계이다. 궁궐이나 관공서 그리고 때로는 양반들이 집에서까지 널리 사용하였으며, 정원에 설치해 놓고 시간을 측정하는 것과 휴대용으로 구분할 수 있다.
정원에 설치하는 것은 대개 받침대 위에 올려 놓게 만들었는데, 청동제와 돌로 깎아 만든 것이 많은 편이고 자기제품도 있다. 이것들은 대체로 아름답고 품위있게 만들었고 조각을 한 돌받침대에 올려 놓는 경우가 많았다. 휴대용은 표면을 반구형으로 오목하게 파고 그 중심에 침을 세우게 되어 있는 간략한 것이 있고, 자석을 붙여 남북을 정확하게 맞춰 시각을 측정하게 만든 정밀한 것의 2종류가 있다.
휴대용 앙부일구(携帶用 仰釜日晷)는 세로 5.6㎝, 가로 3.3㎝, 두께 1.6㎝의 돌로 만들었으며, 서울의 위도를 표준으로 하였다. 또한 제작자의 이름과 제작 연대(1871)가 새겨져 있어 해시계로서의 학문적 가치를 높여준다. 반구형 해시계 면의 직경은 2.8㎝이고, 나침반의 직경 1.9㎝로 주위에 24방향의 글자가 새겨져 있다. 여기에는 낮 시간과 시각선이 새겨져 있고 24절기와 절기선들도 새겨져 있다.
이런 휴대용 해시계는 만든 솜씨가 뛰어난 매우 드문 유물로 조선시대 과학기기 제작기술의 정밀함과 우수함을 보여주는 귀중한 자료이다.
3.2.2.2. 서울특별시 유형문화재 제164호
문화재청 홈페이지 : 앙부일구 (仰釜日晷)
앙부일구(仰釜日晷)는 조선시대의 대표적 해시계로 조선 세종(朝鮮 世宗) 때 처음 만들어진 이후 다양한 형태로 제작되었는데 서울역사박물관에 소장된 이 앙부일구는 가로 3.1㎝×세로 7.2㎝×높이 3.8㎝ 크기의 옥돌에 소형 나침반을 부착하여 휴대용으로 간편하게 사용할 수 있도록 만든 것이다.
반구형(半球形)인 해시계 면의 직경은 3cm이고 나침반의 직경은 1.9cm인데 나침반 주위에 24向이 표시되어 있다. 나침반과 일구 사이에「仰釜日晷」라는 글씨가 새겨져 있고 해시계반 하단에는「北極高三十七度三十九分一十五秒」라고 篆刻되어 있는데 이는 이 해시계가 서울의 위도를 표준으로 하였음을 표시한 것이다. 또한 해시계반 내부에는 인(寅)․묘(卯)․진(辰)․사(巳)․오(午)․미(未)․신(申)․유(酉)․술(戌) 등의 시간과 시각선이 새겨져 있어 이 시계를 가지고 새벽 3시부터 저녁 9시 범위 내의 시간측정이 가능했다는 것을 알 수 있다. 이 해시계 의 측면 양쪽에는 夏至에서 冬至까지의 절기가 표시되어 있고 밑면에는 제작연대(隆熙 2년)와 제작자 성명(姜文秀)이 새겨져 있다. 이 앙부일구는 시계의 생명인 시반(時盤)의 눈금새김이 정치하여 우리 나라 해시계 제작기술의 우수성을 보여주는 과학유물인 동시에 공예품으로서의 아름다움도 돋보이고 제작자와 제작연대 또한 확실하다.
3.3. 간평일구ㆍ혼개일구
문화재청 홈페이지 : 간평일구ㆍ혼개일구 (簡平日晷·渾蓋日晷)
간평일구·혼개일구(簡平日晷·渾蓋日晷)는 2개의 해시계를 하나의 돌에 새긴 매우 독특한 형태의 해시계이다. 서울의 위도 37도 39분 15초와 황도와 적도의 극거리 23도 29분을 측정기준으로 하여 1785년에 만들었다고 새겨져 있다.
간평일구는 앙부일구를 그대로 수평면 위에 투영한 것과 같으며 길이 129㎝, 넓이 52.2㎝, 두께 12.3㎝이다. 해시계 면의 지름은 43㎝이며, 평면 원의 중심을 천정(天頂)이라 새기고 시각선의 복사점을 북극이라 새겼는데, 이 북극에 맞춰 보아 상공의 태양운행과 시간을 알 수 있게 고안한 것이다.
혼개일구는 해시계 면의 지름 46㎝이며 2구 모두 원안에 곡선으로 이루어진 세로선과 가로선들이 그어져 있는데, 세로선은 시간을 가로선은 계절을 나타낸다. 가운데 바늘의 길이는 원지름의 반이고 그림자의 변화에 따라 시간을 알 수 있다. 또 절기마다 정오에 태양의 고도가 달라지기 때문에 계절선에 나타나는 그림자 길이가 다른 것을 보고 24절기를 알 수 있다.
이 2구의 해시계는 시계면의 선들이 정확하고 정교하며 또 섬세한 선들을 음각하여 돌에 새긴 솜씨가 뛰어나다. 품위가 있고 구조가 독특한 것으로 문화재적 가치가 높다.
3.4. 신법 지평일구
3.4.1. 보물 제839호
문화재청 홈페이지 : 신법 지평일구 (新法 地平日晷)
신법 지평일구(新法 地平日晷)는 대부분의 해시계가 반원모양인데 비해 이 해시계는 시간이 표시되어 있는 면인 시반(時盤)이 수평을 이루고 있어 지평일구(地平日晷)란 이름이 붙었다. 전체가 흰 대리석으로 가로 120.3㎝, 세로 57.5㎝, 두께 16.5㎝이고 무게가 310㎏이나 된다.
시반면은 잘 연마된 평면으로 그 위에 시각선과 절기선이 매우 조밀하고 아름답게 새겨져 있다. 시각선은 한시간을 4각(角)으로 나누고 1각마다 시각선을 하나씩 그어 오전 5시45분부터 오후 6시15분까지 알 수 있게 하였다. 절기선은 하지에서 동지까지 13개선으로 이루어 졌는데 지금은 없어졌지만 가운데 삼각형의 시표(時表)가 있었다.
『증보문헌비고』에 보면 인조 14년(1636) 시헌력법에 의해 이천경이 만든 것임을 알 수 있다. 이 해시계가 만들어진 표준 위도를 계산했는데 30°54′N으로 중국 북경의 위도와 같아, 이 지평일구는 북경을 관측지로 삼았음을 알 수 있다. 이런 정황으로 보아 소현세자가 청나라에서 1645년 우리나라에 돌아오면서 그 일행이 가져온 것으로 보인다.
3.4.2. 보물 제840호
문화재청 홈페이지 : 신법 지평일구 (新法 地平日晷)
신법 지평일구(新法 地平日晷)는 해시계의 일종으로 검은 대리석으로 만들었으며 크기는 가로 58.9㎝, 세로 38.2㎝, 두께 16.3㎝이다.
원리는 그래프 용지에 1㎝ 간격으로 동심원과 10°간격의 방사선을 그어놓고, 그 중심에 막대를 세워 시각에 따른 그림자의 변화를 보는 형태로, 이것은 반구형을 한 해시계 앙부일구를 전개하여 평면에 옮겨 놓은 것과 똑같은 모양이다.
측면에 새겨져 있는 글을 통해 18세기 초에 제작된 것이고 구조와 평면에 그려진 시각선, 절기를 나타낸 선이 중국의 것과 같아 그것을 본 떠 관상감(觀象監)에서 새로 만든 것으로 추정된다.
서울대학교 박물관에는 이들 신법지평일구와 같은 휴대용 해시계가 있다. 가로 16.8㎝, 세로 12.4㎝ 크기의 놋쇠로 만든 이 해시계는 자석으로 된 침이 들어 있어서, 휴대할 때 남북을 정하여 시간을 정확히 측정할 수 있게 했다. 현재 덕수궁 궁중 유물 전시관에 전시되어 있다.
4. 기타
시계 방향, 반시계 방향이라는 개념이 생기게 된 계기가 바로 이 해시계 때문이다. 북반구에서 쓰는 해시계는 우리가 아는 시계방향으로 그림자가 움직이는데, 남반구에서는 반대 방향으로 움직인다. 북반구에서는 해가 동 → 남 → 서 → 북 방향으로 움직이지만, 남반구에서는 동 → 북 → 서 → 남 방향으로 움직이기 때문이다. 해가 정오에 남쪽이 아닌 북쪽에 정중(正中)[7]하기 때문에 해시계 그림자가 남쪽에 생긴다. 이 때문에 시계 방향이 반대가 된다. 그래서 남반구에 설치한 해시계는 좌우가 바뀐다.호주 퍼스의 해시계
만약 북반구가 아닌 남반구에 문명이 많이 생겼다면 지금의 시계가 도는 방향은 반대가 되었을 것이라 한다.
3D프린터를 이용한 디지털 해시계도 존재한다.
사람이 해시계의 바늘 역할을 맡고 있다.
문화재청은 국외소재문화재재단을 통해 1713년 이후로 제작되었다고 추정되는 앙부일구를 2020년 6월 미국에서 진행된 한 경매에 공개 참여해 33만 6500달러에 매입했다. 이 앙부일구를 2020년 11월 17일 국립고궁박물관에서 언론에 발표하고#, 같은 달 18일부터 20일까지 고궁박물관에서 무료로 공개했다.