小白村
鐘表是現(xiàn)代技術(shù)最前沿的機(jī)械,并且在每個(gè)階段都保持著領(lǐng)先;它是其他機(jī)器渴望達(dá)到的完美標(biāo)志。鐘表業(yè)的間接影響也同樣重要,作為第一個(gè)真正的精密儀器,它在精度和光潔度方面是其他儀器的榜樣,無(wú)論是機(jī)械學(xué)影響還是社會(huì)影響,鐘表都是第一。
《紅樓夢(mèng)》里,劉姥姥初進(jìn)大觀園,走進(jìn)王熙鳳的院子,“只聽(tīng)見(jiàn)‘咯當(dāng)’‘咯當(dāng)’的響聲,大有似乎打籮柜篩面的一般,不免東瞧西望的。忽見(jiàn)堂屋中柱子上掛著一個(gè)匣子,底下又墜著一個(gè)秤砣般一物,卻不住的亂幌。劉姥姥心中想著:這是什么愛(ài)物兒?有甚用呢?”
小說(shuō)寫的是17世紀(jì)初,鄉(xiāng)下人頭一次看見(jiàn)擺鐘的情景?!都t樓夢(mèng)》全書提到鐘表11次。不僅賈寶玉懷揣一個(gè)核桃大的金表,連親信奴仆也隨身帶表。等到賈府衰落,值錢的金自鳴鐘都變賣了,抄家清單上仍有鐘表18件,可見(jiàn)收藏之多。
近代機(jī)械鐘表全部產(chǎn)自歐洲,別的地區(qū)無(wú)法仿制。大航海時(shí)代,歐洲人全球做生意,賣得最好的就是鐘表。18世紀(jì)末,英國(guó)量產(chǎn)一種圓形懷表,專供東印度公司送給中國(guó)的行商和地方官。英國(guó)人發(fā)現(xiàn),中國(guó)人對(duì)他們的大多數(shù)貨物反應(yīng)冷淡,卻格外鐘愛(ài)上了發(fā)條的機(jī)械。
就像很多歐洲人擅長(zhǎng)的技藝一樣,報(bào)時(shí)機(jī)器也開(kāi)始于古希臘。公元前3世紀(jì),地中海就有不少水力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械,模擬天上星辰相對(duì)地平線的運(yùn)動(dòng),這就是水鐘,它可以用于夜間報(bào)時(shí),后來(lái)它被拜占庭和阿拉伯繼承和沿用。中國(guó)典籍里也有制作水鐘的記載。
在人類歷史上地位這么重要的鐘表,初衷并不是為了“引領(lǐng)工業(yè)革命”或者“帶動(dòng)科技創(chuàng)新”。機(jī)械鐘的出現(xiàn),源于修道士對(duì)日程表的認(rèn)真遵守。他們?yōu)榱瞬徽鄄豢鄣囟〞r(shí)祈禱,需要更可靠的時(shí)間儀器。
但西歐人在羅馬文明崩潰后,只曉得用沙漏、水漏、蠟燭計(jì)時(shí)。直到公元1000年左右,西歐修道院可能從東方又引入了水鐘。說(shuō)“可能”,是因?yàn)樗麄兊摹癶orologium(計(jì)時(shí)器)”一詞也可以指日晷和沙漏,缺少實(shí)物,我們無(wú)法考證。1198年的記載中提到,一個(gè)修道院起大火時(shí),大家跑到計(jì)時(shí)器那里去舀水——暗示那是個(gè)水鐘。
1300年前后,歐洲出現(xiàn)了重力驅(qū)動(dòng)的鐘。最早由重力驅(qū)動(dòng)的鐘可能是1283年安裝在英格蘭鄧斯特布爾修道院的一座鐘,據(jù)記載,它安裝在教堂窗欞上面,因此不大可能是水鐘。接下來(lái)幾十年,重力鐘出現(xiàn)在英國(guó)、意大利和法國(guó);實(shí)物雖然無(wú)存,但有對(duì)其結(jié)構(gòu)和原理的詳細(xì)描述。
重力鐘的原理,是讓重物高高吊起,慢慢落下,持續(xù)拉動(dòng)齒輪。開(kāi)始的重力鐘需要設(shè)置在高塔里。
水鐘到重力鐘的進(jìn)化,就好像兩棲動(dòng)物演變成不依賴水的爬行動(dòng)物,從此前途廣闊。來(lái)自西北歐方言的clock一詞,也取代了horologium這個(gè)希臘詞。
機(jī)械鐘的關(guān)鍵,是“擒縱”機(jī)構(gòu)。通過(guò)齒輪與棒子的配合,一擒、一縱,一收、一放,將水鐘式的無(wú)節(jié)奏的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代鐘表式的有節(jié)奏的動(dòng)力。鐘表傳出的嘀嗒聲,就是擒縱結(jié)構(gòu)的響聲。
歐洲人是怎么想出這個(gè)結(jié)構(gòu)的呢?有人研究認(rèn)為,更早前有修道院借助類似的原理實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)撞鐘。無(wú)論如何,修道院是這種前沿技術(shù)的第一個(gè)使用者。
無(wú)論是水鐘還是重力鐘,周期并不穩(wěn)定。動(dòng)力大了,鐘就快一點(diǎn);動(dòng)力小了,鐘就慢一點(diǎn)。最早的機(jī)械鐘一個(gè)晝夜下來(lái)能誤差兩個(gè)小時(shí)。但鐘的質(zhì)量在突飛猛進(jìn)地提高。
1336年,米蘭安裝了一座時(shí)鐘,可以在1點(diǎn)時(shí)打一下,2點(diǎn)時(shí)打兩下……這個(gè)功能大受公眾歡迎。隨后200年間,教堂鐘樓逐漸普及時(shí)鐘,歐洲人也習(xí)慣了“定點(diǎn)廣播報(bào)時(shí)”。
同時(shí),重力鐘也逐漸小型化,有一些已經(jīng)可以擺進(jìn)客廳做家具了。
天津世紀(jì)鐘。
重力機(jī)械鐘發(fā)明100年后,有人在里面安上了彈簧,讓彈力代替重力驅(qū)動(dòng)鐘。彈簧鐘不像重力鐘,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,也可以輕松搬走。
但彈力驅(qū)動(dòng)的一個(gè)問(wèn)題是,彈簧會(huì)松,鐘走的速度誤差太大。早期的彈簧鐘遠(yuǎn)不如重力鐘那么準(zhǔn)確。
克服這個(gè)問(wèn)題的裝置叫“均力錐輪”,它是一位不知名的機(jī)械天才發(fā)明的,大概出現(xiàn)于1400年到1450年之間。它是一個(gè)有凸起螺線的錐形盤,鏈條繞在這個(gè)盤上,并且連接發(fā)條。上發(fā)條時(shí),越纏繞,螺旋直徑越小——發(fā)條雖然繃得越緊,鏈條終端的力卻沒(méi)有增加,穩(wěn)定輸出給鐘表。
之所以說(shuō)發(fā)明它的人是個(gè)天才,是因?yàn)檫@個(gè)錐形輪的縱剖面,其實(shí)是雙曲線形的。那個(gè)年代還沒(méi)有正確的數(shù)學(xué)公式去指導(dǎo)手藝人。手藝人是在實(shí)踐中摸索出了正確的形狀。而且他們一定是發(fā)明了特殊的機(jī)床,才能車出雙曲線。這種高超的工藝,現(xiàn)在看來(lái)還是令人佩服。
在麥哲倫環(huán)游世界的年代,德國(guó)工匠生產(chǎn)的、配有均力錐輪的彈簧鐘,在歐洲名頭響亮。
接下來(lái),鐘縮小成了表。人類第一只表誕生于1564年的德國(guó)紐倫堡,后來(lái)被英國(guó)人叫作“紐倫堡蛋”。
1577年,一位匠人為天文學(xué)家第谷制造了精確的天文時(shí)鐘,首次引入了分針。
17世紀(jì)中期,惠更斯為鐘表添上了兩件利器:一是擺錘,它利用了伽利略發(fā)現(xiàn)的“重物擺動(dòng)周期恒定”原理;二是游絲,也就是把彈簧螺旋盤起來(lái)。兩者配合,讓每日誤差20分鐘以上的鐘表降低到一兩分鐘,大大提高了實(shí)用性。惠更斯后,鐘表業(yè)加速發(fā)展,英國(guó)和法國(guó)走在前列。
學(xué)者劉易斯·芒福德曾說(shuō):“工業(yè)時(shí)代的標(biāo)志是鐘表而不是蒸汽機(jī)……鐘表是現(xiàn)代技術(shù)最前沿的機(jī)械;并且在每個(gè)階段都保持著領(lǐng)先;它是其他機(jī)器渴望達(dá)到的完美標(biāo)志。可以說(shuō),鐘表為其他機(jī)械提供了模型……鐘表業(yè)的間接影響也同樣重要,作為第一個(gè)真正的精密儀器,它在精度和光潔度方面是其他儀器的榜樣,無(wú)論是機(jī)械學(xué)影響還是社會(huì)影響,鐘表都是第一?!?/p>
在人類歷史上地位這么重要的鐘表,初衷并不是為了“引領(lǐng)工業(yè)革命”或者“帶動(dòng)科技創(chuàng)新”。機(jī)械鐘的出現(xiàn),源于修道士對(duì)日程表的認(rèn)真遵守。他們?yōu)榱瞬徽鄄豢鄣囟〞r(shí)祈禱,需要更可靠的時(shí)間儀器。
很快,昂貴的鐘表在修道院外也找到了市場(chǎng)。先是城市里各種富麗堂皇的建筑(比如法院、議會(huì))購(gòu)買機(jī)械鐘,然后是富人宅邸。無(wú)論公費(fèi)還是私費(fèi),都是為了宣示其非同一般的財(cái)力和排場(chǎng)。
可以說(shuō),推動(dòng)鐘表發(fā)展的,就是人們擁有“百達(dá)翡麗”“江詩(shī)丹頓”的欲望——那不僅僅是報(bào)時(shí)工具,更是高級(jí)玩具和珠寶工藝品。
14世紀(jì)中期,歐洲鐘樓上常會(huì)有一個(gè)機(jī)械人手握木棒敲鐘報(bào)時(shí)。接下來(lái)的200年間,敲鐘的機(jī)械人和動(dòng)物越來(lái)越多,可上演全套戲劇,精美繁復(fù)。比如1499年威尼斯圣馬可廣場(chǎng)安裝的鐘,由兩位巨大的牧羊人敲響,一位天使同時(shí)吹響號(hào)角,東方三博士進(jìn)場(chǎng),跪在圣母圣子面前,一手脫帽,一手獻(xiàn)禮,然后起身戴帽出門。這座鐘還會(huì)顯示所有天體的運(yùn)行位置。再比如瑞士伯爾尼天文塔的鐘表建于1530年,每小時(shí)會(huì)有4分鐘的機(jī)械人表演:公雞鳴叫、跳舞的小丑敲鐘、克洛諾斯翻轉(zhuǎn)沙漏、城市的吉祥物游行……
最早的表,比如保存至今的一只16世紀(jì)晚期制造的“紐倫堡蛋”,很像現(xiàn)在的豪表。表盤是金子的,整體是一塊六邊形的哥倫比亞翡翠,機(jī)芯置于其中。那個(gè)年代的表往往還做成新奇形狀,比如水果或者動(dòng)物。
另一件保存至今的,是16世紀(jì)初的“鹽器鐘”,是法國(guó)國(guó)王送給英國(guó)國(guó)王的禮物,銀質(zhì)鍍金,綴滿琺瑯花紋、貝殼與寶石,表盤放在水晶殼里。鹽器是當(dāng)時(shí)餐桌上最重要的器具,放在宴會(huì)長(zhǎng)桌中間。這類“鹽器鐘”,當(dāng)時(shí)的英國(guó)王室收藏了11個(gè)。
鐘表史上,美輪美奐的作品數(shù)不勝數(shù),如果不是為了炫富,歐洲鐘表不會(huì)遙遙領(lǐng)先。
英國(guó)倫敦議會(huì)大廈鐘樓。
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