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没有闹钟,古人是怎么准时起床的

2018-05-14

新传奇 2018年2期
关键词:计时器轮子计时

从第一次工业革命到20世纪30年代间,在英国和爱尔兰一直存在着一种特殊的职业人肉闹钟——敲窗人。每天早上他们会按约定的时间拿着细长竹竿、软锤游荡在大街上,去敲打客户的窗户。如今,勤劳智慧的人类已经想到各种办法叫醒自己。

中国古代的计时器

中国古代计时器的创始时间不晚于战国时代。应用天文原理(大都根据日影方向测定时间)计时的日晷,是中国最古老的计时器之一。

人类最早使用的计时仪器是利用太阳的射影长短和方向来判断时间的。前者称为圭表,用来测量日中时间、定四季和辨方位;后者称为日晷,用来测量时间。二者统称为太阳钟。圭表中的“表”是一根垂直立在地面的标竿或石柱;“圭”是从表的跟脚上以水平位置伸向北方的一条石板。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上。量出表影的长度,就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。表影最长的时候,冬至到了;表影最短的时候,夏至来临了。它是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。

圭表等太阳钟在阴天或夜间就失去效用,为此人们又发明了漏壶和沙漏、油灯钟和蜡烛钟等计时仪器。

应用机械原理设计的计时器主要有两大类,一类利用流体力学计时,有刻漏和后来出现的沙漏;一类采用机械传动结构计时,有浑天仪、水运仪象台等。

浑天仪,古代文献中有汉武帝时洛下闳、鲜于妄人作浑天仪之说,但未提到它的结构。《晋书·天文志》记载东汉张衡制造浑天仪,说在密室中用漏水驱动,仪器指示的星辰出没时间与天文观察的结果相符。《新唐书·天文志》对唐开元十三年(725年)僧一行和梁令瓚设计的浑天仪有较详细的记述。仪器上分别装有日、月两个轮环,用水轮驱动浑象。浑象每天转一周,日环转1/365周,仪器还装有两个木偶,分别击鼓报刻,是一座上狭下广的木建筑。

但是,浑天仪这个装置里的齿轮需要巨大的水力才能带动,所以一般家庭的卧室想要安置一个,必不可缺少的条件就是房间得足够大,而且你还能容忍不间断的水流声。

13世纪创造出全新的时间测量工具

在中古时代的欧洲,教会最需要可靠的报时。欧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动都有相当严格的安排,其中最重要的就是按时祷告。每天的祷告从一大清早的晨祷开始,到晚上的晚祷结束。到了晚上,会有一名修士保持清醒,看着水钟或沙钟。到了指定的时间,他就要负责敲钟,叫醒其他人起床晨祷。如果那可怜的修士在当班时睡着了,那还不知道会惹上多大的麻烦呢。

13世纪时出现了解决办法。这项重要的发明叫作“擒纵器”。擒纵器这种装置可以让连续的动作规律化,比如用落锤牵动轮子旋转。擒纵器过了固定的时间,就会挡住转动的轮子,然后放开。轮子旋转的速度就会变慢,更重要的是,轮子的旋转速率就能保持不变。接下来,轮子可以配合某种机制,在特定的小时敲钟。正如历史学家布尔斯廷所说:“时钟擒纵器发出的滴答声就是时间的声音。”

日晷显示的“小时”长度四季都会变化,而机械钟上的小时长度则保持固定。美国历史学家布尔斯廷说,创造出“等长的小时”是人类经验中非常伟大的改革。但最早的时钟没有“指针”,只用鸣钟报时。

虽然我们不确定机械钟是谁发明的,也不知道正确的发明时间,但到了13世纪末的一二十年,机械钟的确已经出现了。历史记录显示为1283年,英格兰贝福逊的邓斯塔布尔修道院安装了第一座全自动、用重物驱动的时钟。在接下来的几十年内,大多数的教堂和修道院只要有经费,很有可能都安装了机械钟。

18世纪才诞生家用闹钟

到了1787年,美国人利瓦伊·哈钦斯终于发明了可供个人使用的家用闹钟,不过它只能在凌晨4点响起。当时的哈钦斯并没有多考虑闹钟的商业潜质,所以并没有申请专利也没有继续改进设计。

直到1847年一名法国人才申请了第一个机械闹钟专利,闹钟响起的时间同时实现了自由调整。

但是,机械闹钟并没有立即流行,主要是因为新发明意味着高价位,一般家庭很难消费得起。

但是从第一次工业革命到20世纪30年代间,在英国和爱尔兰一直存在着一种特殊的职业人肉闹钟——敲窗人。

每天早上他们会按约定的时间拿着细长竹竿、软锤游荡在大街上,去敲打客户的窗户,针对那些住在高层的客户,他们还发明了豆子枪(从竹管或软管里吹出干豆子)。

如今,闹钟已经普及到每一个家庭,而手机闹钟也渐渐取代机械闹钟,勤劳智慧的人类已经想到各种办法叫醒自己,而人们又有了新的问题:如何在闹钟响第一次后便不再赖床。

(《中外书摘》2016年08期)

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