分析中國鐘表的設(shè)計(jì)史

馮太杰 嚴(yán)賢釗

說起手表大家都不陌生，在當(dāng)今的生活中它是每個人所必備的生活設(shè)備。但是如此精密的設(shè)備它的發(fā)展歷程卻是充滿坎坷的。我國在三千多年前就有了計(jì)時(shí)器，但是直到宋朝才設(shè)計(jì)出了世界上第一座時(shí)鐘。這期間計(jì)時(shí)器經(jīng)歷了多次完善與創(chuàng)新?？v觀我國鐘表發(fā)展史可以分為四個時(shí)期：自主創(chuàng)造期、自主發(fā)展期、模仿學(xué)習(xí)期、現(xiàn)代研發(fā)期。其中自主創(chuàng)造期與自主發(fā)展期，兩者是齊頭并進(jìn)的，因此文章將其分為三個階段來闡述，即自我設(shè)計(jì)期，模仿學(xué)習(xí)期和現(xiàn)代研發(fā)期。

一、自我設(shè)計(jì)期

（一）土圭

三千多年前，我國祖先就發(fā)明了用于計(jì)時(shí)的儀器“土圭”和“日晷”。在土圭出現(xiàn)的初期似乎是作為一種風(fēng)水儀器使用的，后來才逐漸發(fā)展成為圭表。土圭主要利用一天中太陽投射到地面上影子長短的不同來確認(rèn)時(shí)間，通過觀察太陽落在刻板上影子所對應(yīng)的位置來辨認(rèn)當(dāng)前時(shí)間。同時(shí)，也可以通過觀察陽光照射下影子的長度來測量季節(jié)。土圭發(fā)明于中國的奴隸社會，當(dāng)時(shí)社會中奴隸是沒有地位的，唯有皇權(quán)高高在上，這時(shí)的設(shè)計(jì)大部分是為皇權(quán)服務(wù)同時(shí)體現(xiàn)出皇權(quán)至上的原則。土圭在設(shè)計(jì)初期外形還比較簡陋，后經(jīng)過細(xì)化在垂直的木桿上雕刻龍頭，象征皇權(quán)至上，以對奴隸造成一定的威懾作用。

（二）日晷

在土圭出現(xiàn)一段時(shí)間之后，我國古人在土圭的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了日晷，日晷和土圭都是利用太陽在一天之中投射陰影位置的變化來確定時(shí)間的，而且兩者都可以通過影子的長短來確認(rèn)所處的季節(jié)。不同的是日晷成圓盤狀，圍繞圓周均勻地標(biāo)上天干地支，通過觀察影子投射的位置來確認(rèn)時(shí)間。日晷產(chǎn)生于漢代之前，當(dāng)時(shí)我國處于封建社會，平民擁有自己的權(quán)利，這時(shí)的設(shè)計(jì)不僅為皇權(quán)服務(wù)，同時(shí)也服務(wù)于百姓，大部分的日晷外形并沒有如此多的裝飾，并不刻意注重皇權(quán)的表達(dá)，設(shè)計(jì)顯得親民化。

（三）水鐘

然而并不是每天都有太陽，在陰雨天土圭和日晷就毫無用處了。于是古人通過對大自然細(xì)心地觀察發(fā)現(xiàn)水滴向下滴落的時(shí)間是比較均勻的。于是發(fā)明了可以在沒有陽光的天氣下使用的計(jì)時(shí)工具“水鐘”。

水鐘也叫漏壺，漏壺的表現(xiàn)形式多種多樣，一種是盛水于銅壺，壺內(nèi)放置一個刻著度數(shù)的小箭，壺底有小孔，水通過小孔均勻地滴出，水平面下降，露出小箭上的刻度，觀察刻度來計(jì)時(shí)。另一種是泄水壺，通過將壺中的水流盡來計(jì)時(shí)。還有一種壺，使用時(shí)通過上方擺放好的盛水設(shè)備勻速滴入漏壺中使水位升高,托起箭舟和插在箭舟上的箭一起向上運(yùn)動,觀測箭上刻度與壺蓋之間的變化，以此來計(jì)時(shí)。由于水滴的速度受多種因素的影響，設(shè)備的精確性并不是很高。為了使刻度更加精準(zhǔn)，古人在此基礎(chǔ)上添加了多個漏壺，通過多個漏壺的協(xié)同作用來提高儀器的精準(zhǔn)度。但是增加漏壺的數(shù)量，并沒有很好地滿足古人需要的時(shí)間精度，因此刻漏常常用做短暫的計(jì)時(shí)。這個時(shí)期由于我國冶銅技術(shù)的發(fā)展，水鐘多采用金屬材質(zhì)，一來水分不會通過材質(zhì)流失同時(shí)也減少了水分蒸發(fā)的數(shù)量。這時(shí)的青銅器發(fā)展也是十分昌盛的，于是刻漏在一定程度上也模仿了青銅器的造型。

（四）火鐘

在水鐘的同一時(shí)期還出現(xiàn)了一個叫作火鐘的計(jì)時(shí)工具，顧名思義就是運(yùn)用火來進(jìn)行計(jì)時(shí)。古人發(fā)現(xiàn)某些材料的燃燒時(shí)間是相對均勻的，于是就利用這種物理特性來進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如說木材，在木材上根據(jù)它的燃燒速度來標(biāo)上相應(yīng)的時(shí)間，通過觀察木材燃燒的位置來確認(rèn)時(shí)間。而后可能是火藥的出現(xiàn)激發(fā)了古人的靈感，古人在火鐘整數(shù)刻度上連接引線，每個整數(shù)部位連接一根引線，當(dāng)火鐘燃至某一整數(shù)時(shí)辰部位時(shí)，引線點(diǎn)燃，同時(shí)引線燃燒又引起此引線所固定的鐵球掉落，達(dá)到報(bào)時(shí)的作用。這是我國最早的具有報(bào)時(shí)功能的計(jì)時(shí)設(shè)備。在此之后的計(jì)時(shí)儀器都模仿了火鐘的這一設(shè)計(jì)。

（五）渾天儀、水運(yùn)渾象

渾天儀由我國張衡在公元初期制造。此時(shí)的儀器在以前設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新?？梢源_認(rèn)時(shí)辰、可以報(bào)時(shí)、可以模仿天體的運(yùn)作、模仿日出日落。后來，一行和梁令瓚等在張衡銅鑄渾天儀的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了水運(yùn)渾象。水運(yùn)渾象是以水為動力而運(yùn)轉(zhuǎn)的儀器，并且具有報(bào)時(shí)裝置，可以自動報(bào)時(shí)，稱為“水運(yùn)渾天”。水運(yùn)渾天是世界上第一架用水力發(fā)動的天文儀器。在渾天儀中應(yīng)用到的齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)十分精密且復(fù)雜。中國宋朝蘇頌發(fā)明設(shè)計(jì)的水運(yùn)儀象臺，是世界上第一座時(shí)鐘。它很高大，水運(yùn)儀象臺座底呈正方形，整體是倒立的等腰梯形的形狀，座底采用木材制造，高在十二米左右，底在七米左右，共有三層。整個設(shè)計(jì)大部分運(yùn)用木材制作，通過雕刻花紋來美化儀器。它繼承前者設(shè)計(jì)的同時(shí)又對它進(jìn)行了美化創(chuàng)新。而后，蘇頌和韓公廉創(chuàng)造了擒縱器，擒縱器可以說是后期手表中的核心部位，擒縱器的發(fā)明對世界鐘表的發(fā)展有著很大的促進(jìn)作用。

（六）五輪沙漏

十四世紀(jì)中期，詹希元創(chuàng)制了“五輪沙漏”?！拔遢喩陈币粤魃碁閯恿?，流沙在器械中由于重力作用開始流動從而產(chǎn)生動力帶動各級齒輪運(yùn)作。再通過最后一級齒輪帶動在水平面上旋轉(zhuǎn)的中輪，中輪的軸心上有一根指針，指針則在一個有刻線的儀器圓盤上轉(zhuǎn)動，以此顯示時(shí)辰。此外，詹希元還在中輪上添加了一個機(jī)械撥動裝置，通過這個裝置可以在整點(diǎn)進(jìn)行報(bào)時(shí)。

二、模仿學(xué)習(xí)期

而后受到西方鐘表的影響，我國的鐘表進(jìn)入了模仿時(shí)期，這一階段雖然是在模仿西方的鐘表設(shè)計(jì)，但是也融入了我國的傳統(tǒng)文化。1582 年來到澳門的意大利利瑪竇是將西洋鐘表帶入中國皇宮的第一人，鐘表直到十九世紀(jì)末才開始盛行。明清時(shí)期是我國建筑盛行的時(shí)期，當(dāng)時(shí)建造的故宮、天壇等都是我國古代建筑師們的智慧和技巧的結(jié)晶。因此在設(shè)計(jì)鐘表時(shí)也受到了一定的建筑元素的影響，鐘表多以建筑的外觀來制造，再加上前人對木材運(yùn)用的繼承和發(fā)展，鐘表大量使用木材來制造，通過對木材精雕細(xì)刻來美化外觀，內(nèi)部放置國外的運(yùn)作機(jī)械，設(shè)計(jì)出具有中國元素的鐘表，在當(dāng)時(shí)也是很受歡迎的。當(dāng)時(shí)的鐘表對普通人來說是一件奢侈品，因此當(dāng)時(shí)的國人買來鐘表并不只是為了使用，很大程度上是作為收藏品。而后，國外的商人看到了我國手表行業(yè)的商機(jī)，專程為國人設(shè)計(jì)了懷表。懷表的造型可能是模仿了日晷，懷表呈圓形，表中有三根指針，分別表示秒、分、時(shí)，這可能是日晷投射在圓盤上的影子帶來的靈感，但是表內(nèi)的主要機(jī)械部件還是模仿我國的擒縱器來設(shè)計(jì)的，可以說我國對世界手表的發(fā)展有著不可忽視的影響。

隨著我國懷表市場的打開，逐漸刺激了我國自主設(shè)計(jì)手表的想法。于是1915 年在山東煙臺成立了第一家民族資本的機(jī)械制鐘企業(yè)——煙臺寶時(shí)造鐘廠，隨后也有許多的制鐘企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。

三、現(xiàn)代研發(fā)期

隨著中華人民共和國成立，我國人民在黨的領(lǐng)導(dǎo)下經(jīng)濟(jì)水平逐漸提高，于是人們對鐘表的需求也就逐漸變大。1954 年國家第一個五年計(jì)劃,推動了中國鐘表業(yè)的快速發(fā)展。之后，鐘表行業(yè)如雨后春筍般發(fā)展起來，我國逐漸擺脫國外鐘表的限制，鐘表越來越呈現(xiàn)出自主化，表達(dá)中國文化、體現(xiàn)中國情懷。

現(xiàn)在隨著科技的發(fā)展，我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，互聯(lián)網(wǎng)的興起為我們帶來了許多全新的體驗(yàn)。因此我們的手表也越來越趨向于多元化，它不僅外觀好看，功能也相當(dāng)齊全。電子手表的興起為手表市場帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，手表不僅可以用來確認(rèn)時(shí)辰，還可以確認(rèn)年、月、日。隨著手機(jī)的普及，手表也在向手機(jī)的方向發(fā)展，現(xiàn)在我國自主研發(fā)的智能手表不僅可以打電話看電影，還可以語音視頻聊天，對國際的手表市場也造成了一定的影響，手表和手機(jī)在功能上的界限越來越模糊了。這段時(shí)期的手表設(shè)計(jì)，大多采用比較時(shí)尚的材質(zhì)來制造，不僅外觀簡潔，顏色也是采用了時(shí)尚的金屬灰、白、黑等色彩。一方面是因?yàn)檫@些物品是電子產(chǎn)品，需要科技感強(qiáng)烈的元素來裝飾，另一方面是人們這些年接觸的新鮮事物越來越多，導(dǎo)致人們審美品位發(fā)生了改變，清朝時(shí)期喜歡設(shè)計(jì)繁瑣的精雕細(xì)琢，現(xiàn)代人更喜歡簡潔大方的物品。與此相同的還有機(jī)械式手表，它內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)姆爆崳钦w看起來卻是簡潔的，統(tǒng)一的色調(diào)和規(guī)則的造型也是深受廣大機(jī)械愛好者的喜愛。然而現(xiàn)在的機(jī)械手表并不僅僅是用來確認(rèn)時(shí)間，更多的是一種身份的象征。一些成功人士都喜歡為自己選購一款手表，以體現(xiàn)出自己的社會地位。這可能是手表制造商通過廣告對大眾進(jìn)行了影響，同時(shí)與古代將鐘表作為收藏品有一定的相似度——都是因?yàn)殓姳韮r(jià)格的昂貴。根據(jù)現(xiàn)在的發(fā)展情況來看，我國的手表行業(yè)會繼續(xù)向前發(fā)展取得更優(yōu)秀的成果。

四、結(jié)論

縱觀我國鐘表的發(fā)展歷程，會發(fā)現(xiàn)鐘表的設(shè)計(jì)與其所處的時(shí)期有著莫大的關(guān)系，朝代的文化、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等都會限制它的表達(dá)方式。同時(shí)我國鐘表的發(fā)展及其產(chǎn)生的儀器也對世界鐘表的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，在當(dāng)今世界文化交流更加頻繁的環(huán)境下，我們更加需要繼承我國優(yōu)秀的文化遺產(chǎn)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，同時(shí)借鑒國外優(yōu)秀的技術(shù)來進(jìn)一步增強(qiáng)我國的綜合國力。