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技术

机械钟

The Mechanical Clock

它刚问世时比日晷还不准,却改变了此后所有人对“一小时”这个词的理解。

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以重锤驱动、由擒纵机构分割时间的计时装置。其关键在擒纵而不在动力:这套使齿轮时走时停的机构,把连续下落的重锤转换为可数的等时脉冲。中国的水运仪象台(苏颂等,1088年造成木样,1092年建成)已用水轮与“天衡”实现了同类的擒纵原理,但其传统未延续;欧洲的重锤驱动机械钟约在1270至1300年间出现,最早服务于修道院的定时祷告,随后进入城市钟楼。早期机械钟每日误差可达一刻钟,远逊日晷与水钟;它带来的深远变化,是把“时”从随昼夜长短伸缩的不等时辰,改为一年到头长度相同的等分小时,时间自此成为一种可脱离自然节律来分配与买卖的东西。

年代
1270—1700年
地点
西欧(另有中国宋代水运仪象台一系)
文明
西方、中华
领域
自然哲学与科学方法、天文·地理·航海

于是,如同一座时钟,在上帝的新娘起身、为求新郎眷爱而向他晨祷的时辰把我们唤醒,钟内一个部件牵引、推动着另一个,叮、叮地响,音调如此甜美,使虔心以待的灵魂涨满了爱……

—— 但丁《神曲·天堂篇》第十歌第139—144行(约1320年);据朗费罗英译转译
苏颂《新仪象法要》(1092)所载水运仪象台结构总图:顶层为浑仪,右侧为供水的天池与平水壶。台高约十二米,内有水轮、擒纵与逐刻报时的木人。
苏颂《新仪象法要》(1092)所载水运仪象台结构总图:顶层为浑仪,右侧为供水的天池与平水壶。台高约十二米,内有水轮、擒纵与逐刻报时的木人。PericlesofAthens,公有领域,维基共享资源 来源
十四世纪欧洲塔钟工坊与早期机械钟传动系统的场景重建。
AI 复原想象图十四世纪欧洲塔钟工坊与早期机械钟传动系统的场景重建。AI 生成图像,仅作示意
可交互 3D 模型机轴擒纵机械钟在星图中打开本词条,点击“查看 3D 模型”

历史

计时的难处在于让东西匀速地动,让它动起来并不难。水钟以水流的稳定近似匀速,其精度在古代已相当可观,但受温度与水质影响,且难以驱动复杂的报时机构。关键的突破是擒纵:一套周期性地放行与制止齿轮的机构,使连续的动力被切成等时的脉冲。苏颂等人在开封建造的水运仪象台(1088年先成木样,1092年建成),以水轮的定量注水配合“天衡”杠杆实现了这一原理,其上有浑仪、浑象与逐刻报时的木人,是当时世界上最复杂的机械装置之一;靖康之变后该台被拆运北去,此后中国的这一技术传统未获延续。欧洲的机械钟约在1270至1300年间出现,采重锤驱动与机轴—冕状轮擒纵,无实物存世,最早的证据是修道院账簿与编年史中的旁记。修道院是最初的用户:昼夜七次定时祷告,须有人按时敲钟唤醒众人,机械钟把这份差事自动化了。14世纪起,城市开始在钟楼上装大钟,布防、开市、开工与宵禁自此有了公共的、不由任何人裁量的信号。它的精度长期不佳,日差可达一刻钟,须以日晷校准;直到1656年惠更斯把摆引入钟机,日差才降至十几秒的量级,1761年哈里森的航海钟则解决了海上经度测定这一悬案。

史论

兰德斯在《时间的革命》中提出,机械钟造就了近代性:钟点的公共化培养了守时、纪律与对时间的经济核算,这些正是资本主义与工业社会的心理前提。这个论题漂亮,也有其证据:工厂的作息、火车的时刻表、以时计酬的工资,确实都以等分小时为前提。但它须与两条批评一并读。其一是倒果为因之嫌:修道院要钟,是为了祷告准时;城市要钟,是为了协调市政。培养守时的经济人、预备工业革命,都不在当初的考虑之中。把后来的结果读作当初的动因,是技术史最常见的失误。其二是反例:中国有过更复杂的计时机械而未生近代性,欧洲的等分小时普及了三四百年才等来工厂;若钟是原因,这段时滞无从解释。可以稳妥地说的是较窄的一层,即机械钟提供了纪律得以外化的形式,纪律本身并非由它创造。在它之前,“到时候了”这句话由某个具体的人来说(教士、工头、更夫);在它之后,这句话由一个不属于任何人的装置来说。这一步转换本身不带道德倾向,却使一切要求他人守时的安排获得了一种非人称的、看似中立的权威。此后从工厂汽笛到打卡钟,从火车时刻表到今天日程软件里的会议提醒,用的都是这份权威。

关联

后果2

互相呼应2

参考文献

考据说明部分存疑