欧洲计时欧洲钟表的兴起之路

小编 2024年09月20日 13:50 23 0

欧洲钟表的兴起之路

钟表是现代技术最前沿的机械；并且在每个阶段都保持着领先；它是其他机器渴望达到的完美标志。钟表业的间接影响也同样重要，作为第一个真正的精密仪器，它在精度和光洁度方面是其他仪器的榜样，无论是机械学影响还是社会影响，钟表都是第一。

《红楼梦》里，刘姥姥初进大观园，走进王熙凤的院子，“只听见‘咯当’‘咯当’的响声，大有似乎打箩柜筛面的一般，不免东瞧西望的。忽见堂屋中柱子上挂着一个匣子，底下又坠着一个秤砣般一物，却不住的乱幌。刘姥姥心中想着：这是什么爱物儿？有甚用呢？”

小说写的是17世纪初，乡下人头一次看见摆钟的情景。《红楼梦》全书提到钟表11次。不仅贾宝玉怀揣一个核桃大的金表，连亲信奴仆也随身带表。等到贾府衰落，值钱的金自鸣钟都变卖了，抄家清单上仍有钟表18件，可见收藏之多。

近代机械钟表全部产自欧洲，别的地区无法仿制。大航海时代，欧洲人全球做生意，卖得最好的就是钟表。18世纪末，英国量产一种圆形怀表，专供东印度公司送给中国的行商和地方官。英国人发现，中国人对他们的大多数货物反应冷淡，却格外钟爱上了发条的机械。

第一次革命：重力代替水力

就像很多欧洲人擅长的技艺一样，报时机器也开始于古希腊。公元前3世纪，地中海就有不少水力驱动的机械，模拟天上星辰相对地平线的运动，这就是水钟，它可以用于夜间报时，后来它被拜占庭和阿拉伯继承和沿用。中国典籍里也有制作水钟的记载。

但西欧人在罗马文明崩溃后，只晓得用沙漏、水漏、蜡烛计时。直到公元1000年左右，西欧修道院可能从东方又引入了水钟。说“可能”，是因为他们的“horologium（计时器）”一词也可以指日晷和沙漏，缺少实物，我们无法考证。1198年的记载中提到，一个修道院起大火时，大家跑到计时器那里去舀水——暗示那是个水钟。

1300年前后，欧洲出现了重力驱动的钟。最早由重力驱动的钟可能是1283年安装在英格兰邓斯特布尔修道院的一座钟，据记载，它安装在教堂窗棂上面，因此不大可能是水钟。接下来几十年，重力钟出现在英国、意大利和法国；实物虽然无存，但有对其结构和原理的详细描述。

重力钟的原理，是让重物高高吊起，慢慢落下，持续拉动齿轮。开始的重力钟需要设置在高塔里。

水钟到重力钟的进化，就好像两栖动物演变成不依赖水的爬行动物，从此前途广阔。来自西北欧方言的clock一词，也取代了horologium这个希腊词。

机械钟的关键，是“擒纵”机构。通过齿轮与棒子的配合，一擒，一纵，一收，一放，将水钟式的无节奏的动力转化为现代钟表式的有节奏的动力。钟表传出的滴答声，就是擒纵结构的响声。

欧洲人是怎么想出这个结构的呢？有人研究认为，更早前有修道院借助类似的原理实现了自动撞钟。无论如何，修道院是这种前沿技术的第一个使用者。

无论是水钟还是重力钟，周期并不稳定。动力大了，钟就快一点；动力小了，钟就慢一点。最早的机械钟一个昼夜下来能误差两个小时。但钟的质量在突飞猛进地提高。

1336年，米兰安装了一座时钟，可以在1点时打一下，两点时打两下……这个功能大受公众欢迎。随后200年间，教堂钟楼逐渐普及时钟，欧洲人也习惯了“定点广播报时”。

同时，重力钟也逐渐小型化，有一些已经可以摆进客厅做家具了。

第二次革命：弹簧代替重力

重力机械钟发明100年后，有人在里面安上了弹簧，让弹力代替重力驱动钟。弹簧钟不像重力钟，不一定要吊得高高的，它可以小型化，可以放在桌子上架子上，也可以轻松搬走。

但弹力驱动的一个问题是，弹簧会松，钟走的速度误差太大。早期的弹簧钟远不如重力钟那么准确。

克服这个问题的装置叫“均力锥轮”，它是一位不知名的机械天才发明的，大概出现于1400年到1450年之间。它是一个有凸起螺线的锥形盘，链条绕在这个盘上，并且连接发条。上发条时，越缠绕，螺旋直径越小——发条虽然绷得越紧，链条终端的力却没有增加，稳定输出给钟表。

之所以说发明它的人是个天才，是因为这个锥形轮的纵剖面，其实是双曲线形的。那个年代还没有正确的数学公式去指导手艺人。手艺人是在实践中摸索出了正确的形状。而且他们一定是发明了特殊的机床，才能车出双曲线。这种高超的工艺，现在看来还是令人佩服。

在麦哲伦环游世界的年代，德国工匠生产的、配有均力锥轮的弹簧钟，在欧洲名头响亮。

接下来，钟缩小成了表。人类第一只表诞生于1564年的德国纽伦堡，后来被英国人叫做“纽伦堡蛋”。

1577年，一位匠人为天文学家第谷制造了精确的天文时钟，首次引入了分针。

17世纪中期，惠更斯为钟表添上了两件利器：一是摆锤，它利用了伽利略发现的“重物摆动周期恒定”原理；二是游丝，也就是把弹簧螺旋盘起来。两者配合，让每日误差20分钟以上的钟表降低到一两分钟，大大提高了实用性。惠更斯后，钟表业加速发展。英国和法国走在前列。

学者刘易斯·芒福德曾说：“工业时代的标志是钟表而不是蒸汽机……钟表是现代技术最前沿的机械；并且在每个阶段都保持着领先；它是其他机器渴望达到的完美标志。可以说，钟表为其他机械提供了模型……钟表业的间接影响也同样重要，作为第一个真正的精密仪器，它在精度和光洁度方面是其他仪器的榜样，无论是机械学影响还是社会影响，钟表都是第一。”

发展动力：炫富推动的产业

在人类历史上地位这么重要的钟表，初衷并不是为了“引领工业革命”或者“带动科技创新”。机械钟的出现，源于修道士对日程表的认真遵守。他们为了不折不扣地定时祈祷，需要更可靠的时间仪器。

很快，昂贵的钟表在修道院外也找到了市场。先是城市里各种富丽堂皇的建筑（比如法院、议会）购买机械钟，然后是富人宅邸。无论公费还是私费，都是为了宣示其非同一般的财力和排场。

可以说，推动钟表发展的，就是人们拥有“百达翡丽”“江诗丹顿”的欲望——那不仅仅是报时工具，更是高级玩具和珠宝工艺品。

14世纪中期，欧洲钟楼上常会有一个机械人手握木棒敲钟报时。接下来的200年间，敲钟的机械人和动物越来越多，可上演全套戏剧，精美繁复。比如1499年威尼斯圣马可广场安装的钟，由两位巨大的牧羊人敲响，一位天使同时吹响号角，东方三博士进场，跪在圣母圣子面前，一手脱帽，一手献礼。然后起身戴帽出门。这座钟还会显示所有天体的运行位置。再比如瑞士伯尔尼天文塔的钟表建于1530年，每小时会有4分钟的机械人表演：公鸡鸣叫、跳舞的小丑敲钟、克洛诺斯翻转沙漏、城市的吉祥物游行……

最早的表，比如保存至今的一只16世纪晚期制造的“纽伦堡蛋”，很像现在的豪表。表盘是金子的，整体是一块六边形的哥伦比亚翡翠，机芯置于其中。那个年代的表往往还做成新奇形状，比如水果或者动物。

另一件保存至今的，是16世纪初的“盐器钟”，是法国国王送给英国国王的礼物，银质镀金，缀满珐琅花纹、贝壳与宝石，表盘放在水晶壳里。盐器是当时餐桌上最重要的器具，放在宴会长桌中间。这类“盐器钟”，当时的英国王室收藏了11个。

钟表史上，美轮美奂的作品数不胜数，如果不是为了炫富，欧洲钟表不会遥遥领先。（小白村）

来源：科技日报

欧洲中世纪如何计时

“想要知道白天或晚上的任何时刻，还有一个很棒的准则。如果有两个人聚在一起时，让其中一个人从地上拿起一样东西，交到另一个人手上。如果那样东西是活的，比如种子、草木植物之类的，那么此刻时间便是一点、四点、七点或十点钟左右。如果那样东西是死的，比如石块、金属、陶片，那么此刻时间是两点、五点、八点或十一点钟左右。如果那样东西曾经活着，现在已经死了，比如枯枝、贝壳之类的，那么此刻时间是三点、六点、九点或十二点左右……”

——1658年，约翰·怀特《百宝阁》（A Rich Cabinet）

17世纪，用钟来看时间已经不是新鲜事。可是怀表和手表的普及，还需要好长一段时间。不过，对于刚刚一只脚迈出中世纪的普通人来说，准确的事情还并不是那么迫切的需求。

著名历史学家雅克·勒高夫曾经特别关注从中世纪到早期现代社会人们时间观念的变革。他在1980年代著有一本《西方的时间、劳动和文化》，其中提到对于中世纪的人来说，时间的意义是大不相同的。虔诚的教士和修士们需要较为准确的时间，因为他们需要祈祷；而农民日出而作、日落而息，精确的时间对他们没有太大的意义；而随着手工工场的出现，城市里的工人领取计时工资，于是就需要上下班的时间。

说到这个，正因为是计时工资，14世纪的时候手工工场里的工人主动要求增加加班时间，这样就能增加工资。而反过来，工场主们则要求规范工作时间——也就是要使用“准确”的钟。

在材料中，我们可以看到这样一些例子：

1324年的根特，圣皮埃尔修道院的院长准许制毡匠用一座新钟报时。1335年的里斯河畔埃尔，阿图瓦伯爵领地的总督准许市长、法官和城市团体建造一座钟楼，有一口专门为制呢业和其他按日工作的工人行业必须在某些钟点上工下工。1358年与1362年之间在根特，那些不服从工作钟指令的剪毛工将被处以罚款。……如果工人们夺取这口钟作为反抗的信号，将会受到最重的处罚：敲钟聚众和携带棍棒前来的，罚款60巴黎利弗尔；敲钟来号召反抗国王、市长或者负责这口钟的市政官员的，处以死刑。

我们在之前曾经提过，八小时工作制和休息制，是现代的发明。关于时间的规训，就是从城市的工业化开始的。争夺一口钟，可以看作是工人拒绝被现代化规训的负隅顽抗。

也许看到这里，生活在现代的你会感到疑惑，为什么会专门建造一口专门用来工作的钟呢？难道一天的时间不就是平均分成24份，每份一个小时吗？

还真不是这样。

如果穿越到中世纪，你问一个路人现在几点了，他一定会很困惑。虽然在很早的时候，人们就已经知道可以把日出到日落的时间分为12个等分。但这只是一种理论，在实际层面上非常难以操作。首先当然是12等分本身的困难，没有掌握一定的天文学和算学，对于普通人来说，根本难以做到这一点；其次，就算能做到，也只有在春分和秋分这两天才有用，因为这两天白天和夜晚一样长。在冬天和夏天，昼夜时间相差太大，各分12小时就没有大多的实际意义。

于是干脆就不再使用这样的时间分割方式。

当时最遵守时间的是那些需要按时祈祷的僧侣。他们们把一天的时间分为8分。分别是Matins（晨祷），6点钟的Prime（日出的第一个小时），8点半的Terce（第三时），12点半的Sext（第六时），14点半的None（第九时），17点的Vespers（夕祷），18点的19-20点钟的Compline（晚祷），以及夜里某个时间的Vigils（警醒），根据季节的不同，还有前后一至两个小时的调整。

中世纪只有教会掌握时间

在发明机械中之前，修道院的僧侣们有各种掌握时间的方式。最常用的是原理和沙漏相似的水钟，通过观察蜡烛减少的刻度来读取时间的蜡烛钟；读过大学的，具备一些天文学和算学的基础，他们会用星盘和象限仪从太阳和星星的位置来计算时间；还有一些年纪大的、经过多年的训练，已经形成了非常准确的生理时钟。

水钟

蜡烛钟

每到这些钟点，教堂或修道院里都会敲钟，让教区的民众们不要忘了祈祷。而且当时没有那么多杂音，教堂的钟声会传得很远，所以居住在附近的人都会以教堂的钟声作为时间的标记。

索尔兹伯里的钟建于14世纪，没有表盘，没有指针。

在相对简单的农村，这样的钟就足够用了。甚至没有钟，一样可以日出而作，日落而息。可是在10世纪以后逐渐发展起来的城镇，教堂的钟（或者说宗教仪式的钟）就不再那么适用。

如果注意观察一下，你会发现，教堂的钟具有非常强的“指事性”，每一个点代表着要做一件事情。在分工发达的城镇，每个行业所要做的工作不同，当然不能按照教堂的钟来。所以需要增加比如市场钟、谷物钟，还有一种葡萄酒叫卖钟，只要卖葡萄酒的商贩来了，就敲钟，意味着该下工喝酒了。这么多钟当然会造成混乱。对“时间”的争夺，也就首先在城镇展开了。

而只有机械钟表能够可靠地区分时间，不同行业的钟才终于被统一起来。到了14世纪末15世纪，商人们意识到资本有随着时间增殖的属性，这时，按小时计算劳动价值和计算债务利息变得越来越常见。现代化的进程就像上满发条的齿轮，高速地运转起来了。