古代計時的工具：太陽、沙子和水

丹·福爾克+++嚴麗娟

數(shù)千年來，計時工具愈來愈精準，馬薩吉斯的時鐘集其大成。我們提到過古代觀察天象的人學會了觀測月相來追蹤月份，記錄太陽每天的起落也一定是與生俱來的本能。但要把一整天分成更小的單位就困難了，這也是人類歷史到了最近才開始發(fā)展的。

太陽每天從東方升起，在南方的天空爬到天頂，然后從西方落下。在很久以前，一定有人注意到，如果你把棍子垂直插在地上，就會在地上投下陰影，陰影的移動跟隨太陽在空中的路徑，日晷就此誕生。那根棍子演化成日晷的指標，叫作“日規(guī)”（gnomon），此字源自希臘文，有“展現(xiàn)”或“表明”的意思。最早的日晷出現(xiàn)在公元前第四個千禧年的中期，制造地點有可能是埃及或近東地區(qū)。

埃及人建造的日晷有大有小，大的像巨石柱，小的可以拿在手里?？梢噪S身攜帶的“影子鐘”約始于公元前1500年，既精巧又簡單：T形裝置上的橫栓指向太陽時，陰影落在畫了記號的垂直軸上，就能估算出當下的時間。埃及人把一天分成24個小時，這個概念或許來自巴比倫人。埃及人用日晷來追蹤白天的12個小時，另外12個小時則屬于黑夜（數(shù)字12一定有特別的意義，因為一年大概就有12個月球周期）。

我們留下一天24小時的傳統(tǒng)，但做了一個很重要的改變：埃及人的一小時長短會隨季節(jié)變化；夏天的一小時比較長，因為白天比較長。我們現(xiàn)在用的小時則有固定的長度；因此在夏季時，白天的小時數(shù)會比冬天多。

在羅馬帝國興起前，日晷已經(jīng)十分普遍，設計也很精巧。在公元前1世紀，一個名叫維特魯威的建筑師能列出十三種不同的日晷，有的放在公共廣場上，有的則放在私人的庭院里。日晷很快就成為羅馬社會不可或缺的用品，讓人可以安排一天的行程，就像現(xiàn)在用小時計劃一天，小時還分成半小時和一刻鐘。

并非每個人都喜歡這種做法?！霸柑焐駬魯〉谝粋€發(fā)現(xiàn)如何切割每個鐘頭的人，”羅馬劇作家普勞圖斯在公元前2世紀呼喊，“也擊敗那個在此地建造日晷的人，他用卑劣的方法把我一整天的時間亂切亂劈成好多段！”

還有其他不需要太陽的計時裝置。沙鐘很像現(xiàn)代的沙漏：可以運轉(zhuǎn)一段固定的時間，之后只要倒過來，就可以再來一次。也有人用燒得很慢的蠟燭，側(cè)邊按照固定的間隔標記刻痕。

漏壺也叫水鐘，是另一種古老的定時器。漏壺的構(gòu)造可以很簡單，一只底部有小孔、能讓水定速滴出來的水桶就行了。水桶側(cè)邊的標記標明時間間隔。另外，也可以讓水滴到另一個器皿內(nèi)，用上面的印記計算過了幾個小時。古羅馬的法庭就用水鐘控管雙方律師可以開口說話的時間。如果觀眾想多聽一點，他們就會大喊：“加水！”羅馬人會用“失水”形容人浪費時間。

雖然古文明世界使用水鐘的情況十分普遍，但最精細的裝置卻出現(xiàn)在遠東地區(qū)。事實上，中國的機械水鐘比歐洲最早的機械鐘早了好幾個世紀出現(xiàn)。最出名的就是宋朝官員蘇頌于1077年開始制作的“水運儀象臺”，只能用鬼斧神工來形容。這座非凡的機械使用流水控制巨輪以準確的速率轉(zhuǎn)動。輪子上有36個水桶，按穩(wěn)定的順序裝滿和倒空。1090年完工時，水運儀象臺幾乎有十米高，裝了數(shù)十個輪子、鳴鐘和銅鑼，放置在五層樓高的亭子里（可惜的是，新皇帝在1094年登基時，蘇頌的水運儀象臺被拆除，最后也遭人淡忘。幾百年后，歐洲的時鐘傳到中國，反而變成人見人愛的“新”發(fā)明）。

這些儀器都有明顯的缺點：夜間和烏云密布時，日晷就沒有用了，沙鐘和水鐘需要持續(xù)維護，天氣冷的時候水也可能結(jié)冰。

在中古時代的歐洲，教會最需要可靠的報時。歐洲各地建造了很多大教堂和修道院，住在里面的修士每天的活動都有相當嚴格的安排，其中最重要的就是按時禱告。每天的禱告從一大清早的晨禱開始，到晚上的晚禱結(jié)束（英文里的“中午”noon來自拉丁文的none，也就是午禱的意思）。到了晚上，會有一名修士保持清醒，看著水鐘或沙鐘。到了指定的時間，他就要負責敲鐘，叫醒其他人起床晨禱（童謠《杰克修士》就提到了這個儀式）。如果那可憐的修士在當班時睡著了，那還不知道會惹上多大的麻煩呢。

13世紀時出現(xiàn)了解決辦法。我們不知道發(fā)現(xiàn)的地方在哪里，也不知道要歸功給誰，或許是在歐洲北部工作的工匠或鐵匠，他可能聽別人說中國人發(fā)明了壯觀的水鐘，抑或是自己的獨創(chuàng)，總之，他莫名所以地就突破了，創(chuàng)造出全新的時間測量工具。

這項重要的發(fā)明叫作“擒縱器”。擒縱器這種裝置可以讓連續(xù)的動作規(guī)律化，比如用落錘牽動輪子旋轉(zhuǎn)。擒縱器過了固定的時間，就會擋住轉(zhuǎn)動的輪子，然后放開。輪子旋轉(zhuǎn)的速度就會變慢，更重要的是，輪子的旋轉(zhuǎn)速率就能保持不變。接下來，輪子可以配合某種機制，在特定的小時敲鐘。正如歷史學家布爾斯廷所說：“時鐘擒縱器發(fā)出的滴答聲就是時間的聲音。”

日晷顯示的“小時”長度四季都會變化，而機械鐘上的小時長度則保持固定?，F(xiàn)在夏天的一個小時跟冬天的一個小時一樣長了。美國歷史學家布爾斯廷說，創(chuàng)造出“等長的小時”是人類經(jīng)驗中非常偉大的改革，“人類發(fā)表宣言，脫離太陽獨立，證明他能夠成為自己的主人，掌管周圍的環(huán)境。稍后才會看出來，在實現(xiàn)這樣的主權(quán)時，其實人要先屈服于一項自行其是的專橫機器”。可以說，計時再也不用完全依賴天體的行進。在這個階段，日晷仍是最可靠的計時裝置；時鐘必須定時調(diào)整時間，有時候每天都要改，因為時鐘上的時間可能不符合日晷上的“真實”時間。

這些古老的時鐘因為擒縱器的規(guī)律動作，才能發(fā)出滴答聲，但最早的時鐘沒有“指針”，只用鳴鐘報時。英文里的時鐘clock來自法文字里的“鳴鐘”cloche，不過同一個字也可以拿來代表水鐘或沙鐘。同樣，拉丁文中的“鐘塔”（horologium）也可以用來代表所有的計時裝置。

雖然我們不確定機械鐘是誰發(fā)明的，也不知道正確的發(fā)明時間，但到了13世紀末的一二十年，機械鐘的確已經(jīng)出現(xiàn)了。歷史記錄顯示為1283年，英格蘭貝福遜的鄧斯塔布爾修道院安裝了第一座全自動、用重物驅(qū)動的時鐘。在接下來的幾十年內(nèi)，大多數(shù)的教堂和修道院只要有經(jīng)費，很有可能都安裝了機械鐘。