第五讲 钟表

1.水钟和沙漏

除了水车、风车等省力机械之外，中世纪欧洲最关键的机械发明，无疑是机械钟了。这种计时技术潜移默化地改变了人们的时间观念和生活节奏。

在远古，测量时间主要依靠日月星辰的周期，例如日晷（图5.1）是一种辅助测量太阳位置的工具，因而也就成了一种测量时间的工具，但本质上，看日晷和看日头是一回事，只是前者更加精确罢了。日晷呈报太阳的位置，但并不直接制定时间的标尺。

独立提供时间标尺的计时工具，包括蜡烛、熏香、沙漏和水钟等等，它们利用对一些日常活动标准化，形成相对的时间度量工具。这些相对的时间（如一炷香时间）与天文学时间（一昼夜）相映射，就能够持续地呈报当下的时刻。

中国古代常用“漏刻”（图5.2）来计量时间，利用漏壶相对均匀的流水过程，把一昼夜分为100刻。宋代还流行过“百刻香”（图5.3），把香篆制成文字的图样，其中的笔划转折分为一百小段，燃尽正好对应一昼夜。

但这类工具主要还是满足天文学家的需求或者供文人雅士赏玩，在诸如典礼、斩首等仪式性活动时也有需要，但普通老百姓其实并不需要非常精确的计时工具。每座城市都有钟楼、鼓楼之类鸣钟报时，街区里还有打更者报时，并不需要专门通过某种可视的装置来随时“看时间”。

北宋苏颂监制的“水运仪象台”（图5.4）是古代中国最辉煌的技术成就之一，其中包含了后世机械钟的雏形。它正是一架水力驱动的大型天文钟，但该仪器是以举国之力建造，用于皇家仪式，而没有太高实用价值，更不可能普及推广。

直到大航海时代，航海家们对计时器有了迫切的需求，特别是远洋航行时必须测量时间。古代的水手往往只能沿着海岸不远的地方航行，一但进入到四面环海的境地就容易迷失方向。指南针和太阳的位置能够帮助确定方向，对星空的观测可以帮助确定纬度，但经度是最难以确定的。

古代西方人早就知道地球是个球体，这在希腊人那里就已经得到了普遍认识，在中世纪晚期，欧洲人接受了希腊的知识，航海家们也大多相信这一事实（图5.5）。哥伦布正是知道地球是球体，才想到通过向西航行到达东方。当然，他们也很早就了解到了“时差”的存在，因此只要能够准确测量出“时差”，就可以知道当下的经度了。但当地时间可以通过日晷测量，出发地的时间又要通过什么测量呢？因此，如果有一个准确的、不依赖于太阳且不怕海洋中的颠簸和潮湿的计时工具，就可以测量经度了。

欧洲人选择的第一件关键装备是“沙漏”（图5.6），这一古老的计时器具由于玻璃技术的成熟和航海的需求，在14世纪流行起来。在1345年航海员的购物清单中我们已经能发现“一打沙漏”的记录了。从1350年直到19世纪初，沙漏都是欧洲远洋航海的必需品。当然，沙漏的精度不高，只能粗略测量从前一个港岸出发之后的相对经度变化。

从16世纪开始，另一种较小的30秒沙漏也被用于航海，作为计程仪使用（图5.7）。水手从船头放下木板，等30秒后测量木板在船身的哪个位置，以估测船的航速。

沙漏的好处是易于携带、不怕颠簸，对温度和湿度变化不敏感。但坏处也很明显，那就是误差较大且需要专人照看着及时翻转。但航海家的需求并没有直接推动机械钟的发明，因为最初几个世纪的机械钟还远远够不上便携和防颠簸的要求，一直到18世纪，小型化的航海钟才逐渐取代沙漏的地位。

反倒是由于机械钟的流行，沙漏在日常使用中也流行起来（如厨房和祷告的场合）。因为机械钟激发了人们对时间的关切，因而沙漏作为其补充而受到欢迎。

2.修道院与机械钟

机械钟最初是在中世纪欧洲的修道院中流行起来的，这并非偶然。因为修道士最需要“看时间”，他们的生活本身就是脱离“日常”的，修道士每天都要定时祷告，风雨无阻，即便看不见太阳，也不能错过祷告和其它仪式的时间。

佛寺里的和尚也有“撞钟”的传统，西方的修道院里也早就有“打铃”的传统，有一种猜想是西方机械钟的擒纵器就是从机械打铃装置中发展起来的。

为了准确安排时间，西方修道院更早之前就普遍使用水钟，他们也就成了机械钟的第一批忠实用户。

在抄本中记录下来的早期机械钟之一，是修道院院长沃林福德在1327-1336期间主持建造的（图5.8），该机械钟每小时报时一次（几点钟就敲几下），还附带星盘和潮汐水位指示器。

早期的机械钟体积庞大，往往置放于高耸的“钟楼”之中，除了修道士之外，其他人也抬头可见。更有越来越多许多庄严华丽的时钟放在公共场所向公众展示（图5.9），这就促进了修道士对时间节律的要求潜移默化地向全体居民扩散。

再之后，机械钟逐渐淡化其听觉鸣响的功能，相比鸣钟的突然性和警醒性，机械钟呈现出来的是客观、冷漠、均匀的时间意象。这种超然的客观性也正是现代科学的主旨，因此机械钟也成为科学革命之后，人们理解宇宙的基本隐喻。

修道士之后，下一群由机械钟而不是天时规定着生活节律的人，大概就是“工人”了。朝九晚五，风雨无阻，工人和修道士一样过着与日常世界相隔离的生活，规律而刻板。

按照芒福德的说法，现代工业时代的关键机器不是蒸汽机，而是时钟。如果说蒸汽机是工业时代的心脏，那么时钟就像“起搏器”那样规定了心脏跳动的节律。

这一机械本身也体现出工业时代的基本逻辑：

一、对能量的驯服：让自然能量的流动顺应机械的均匀节奏；

二、标准化：用标准化的产品确立时间的标准；

三、自动化：一旦运转永不停歇，人需要做的顶多是像牲畜那样为之提供能源；

四：精密化：不断在小数点之后追求精确性

机械钟也成为资本主义帝国向全球殖民的开路先锋，在中国，传教士们最初就以奇巧的西洋自鸣钟作为礼物，打开士大夫和皇室的兴趣；而标志着被列强撬开国门的上海外滩的江海关大楼也正是一座大钟楼（图5.10），这也颇有象征意义。人们在钟楼前抬头仰视的，不只是静默的“时间”，同时也是现代世界的节奏和秩序。