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計時的工具:太陽、沙子和水

數(shù)千年來,計時工具愈來愈精準,馬薩吉斯的時鐘集其大成。我們提到過古代觀察天象的人學會了觀測月相來追蹤月份,記錄太陽每天的起落也一定是與生俱來的本能。但要把一整天分成更小的單位就困難了,這也是人類歷史到了最近才開始發(fā)展的。

太陽每天從東方升起,在南方的天空爬到天頂,然后從西方落下 ①。在很久以前,一定有人注意到,如果你把棍子垂直插在地上,就會在地上投下陰影,陰影的移動跟隨太陽在空中的路徑,日晷就此誕生。那根棍子演化成日晷的指標,叫作“日規(guī)”(gnomon),此字源自希臘文,有“展現(xiàn)”或“表明”的意思。最早的日晷出現(xiàn)在公元前第四個千禧年的中期,制造地點有可能是埃及或近東地區(qū)。

埃及人建造的日晷有大有小,大的像巨石柱,小的可以拿在手里。可以隨身攜帶的“影子鐘”約始于公元前1500年,既精巧又簡單:T形裝置上的橫栓指向太陽時,陰影落在畫了記號的垂直軸上,就能估算出當下的時間。埃及人把一天分成24個小時,這個概念或許來自巴比倫人 ①。埃及人用日晷來追蹤白天的12個小時,另外12個小時則屬于黑夜(數(shù)字12一定有特別的意義,因為一年大概就有12個月球周期)。

我們留下一天24小時的傳統(tǒng),但做了一個很重要的改變:埃及人的一小時長短會隨季節(jié)變化;夏天的一小時比較長,因為白天比較長。我們現(xiàn)在用的小時則有固定的長度;因此在夏季時,白天的小時數(shù)會比冬天多。

在羅馬帝國興起前,日晷已經(jīng)十分普遍,設(shè)計也很精巧。在公元前1世紀,一個名叫維特魯威的建筑師能列出十三種不同的日晷,有的放在公共廣場上,有的則放在私人的庭院里。日晷很快就成為羅馬社會不可或缺的用品,讓人可以安排一天的行程,就像現(xiàn)在用小時計劃一天,小時還分成半小時和一刻鐘。

并非每個人都喜歡這種做法。“愿天神懲罰第一個發(fā)現(xiàn)如何切割每個鐘頭的人,”羅馬劇作家普勞圖斯在公元前2世紀呼喊,“也懲罰那個在此地建造日晷的人,他用卑劣的方法把我一整天的時間亂切亂劈成好多段!”

還有其他不需要太陽的計時裝置。沙鐘很像現(xiàn)代的沙漏:可以運轉(zhuǎn)一段固定的時間,之后只要倒過來,就可以再來一次。也有人用燒得很慢的蠟燭,側(cè)邊按照固定的間隔標記刻痕。

漏壺也叫水鐘,是另一種古老的定時器。漏壺的構(gòu)造可以很簡單,一只底部有小孔、能讓水定速滴出來的水桶就行了。水桶側(cè)邊的標記標明時間間隔。另外,也可以讓水滴到另一個器皿內(nèi),用上面的印記計算過了幾個小時。古羅馬的法庭就用水鐘控管雙方律師可以開口說話的時間。如果觀眾想多聽一點,他們就會大喊:“加水!”羅馬人會用“失水”形容人浪費時間。

雖然古文明世界使用水鐘的情況十分普遍,但最精細的裝置卻出現(xiàn)在遠東地區(qū)。事實上,中國的機械水鐘比歐洲最早的機械鐘早了好幾個世紀出現(xiàn)。最出名的就是宋朝官員蘇頌于1077年開始制作的“水運儀象臺”,只能用鬼斧神工來形容。這座非凡的機械使用流水控制巨輪以準確的速率轉(zhuǎn)動。輪子上有36個水桶,按穩(wěn)定的順序裝滿和倒空。1090年完工時,水運儀象臺幾乎有十米高,裝了數(shù)十個輪子、鳴鐘和銅鑼,放置在五層樓高的亭子里。(可惜的是,新皇帝在1094年登基時,蘇頌的水運儀象臺和其他會讓人想起先皇的東西都被拆除,最后也遭人淡忘。幾百年后,歐洲的時鐘傳到中國,反而變成人見人愛的“新”發(fā)明。)

這些儀器都有明顯的缺點:夜間和烏云密布時,日晷就沒有用了,沙鐘和水鐘需要持續(xù)維修,天氣冷的時候水也可能結(jié)冰。

① 在北半球觀察天象的人應(yīng)該會看到這樣的變化。在南半球的人仍會看到太陽由東向西移動,但弧形的軌跡則劃過北方的天空。

① 巴比倫人使用60進制法,很像我們使用的位值系統(tǒng),但基數(shù)為60,跟我們的十進制法不一樣(60可以被很多其他數(shù)字整除,例如2、3、4、5、6、10、12、20和30,使用相當便利)。我們把1天分成24小時(2乘以12等于24),1小時分成60分鐘,1分鐘分成60秒,都反映出60進制法的影響,還有把圓形分成360度也是(6乘以60等于360)。

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