計(jì)時(shí)器歷史發(fā)展

1、計(jì)時(shí)器歷史發(fā)展【中國古代計(jì)時(shí)器】【綜述】人類最早使用的計(jì)時(shí)儀器是利用太陽的射影長(zhǎng)短和方向來判斷時(shí)間的。前者稱為圭表，用來測(cè)量日中時(shí)間、定四季和辨方位；后者稱為日晷，用來測(cè)量時(shí)間。二者統(tǒng)稱為太陽鐘。公元前1300前1027 年， 中國殷商時(shí)期的甲骨文，已有使用圭表的記載。詩經(jīng)國風(fēng)定之方中篇有， “定之方中，作于楚宮。揆之以日，作于楚室”。確切記載使用圭表的時(shí)間為公元前659 年。圭表等太陽鐘在陰天或夜間就失去效用。為此人們又發(fā)明了漏壺和沙漏、油燈鐘和蠟燭鐘等計(jì)時(shí)儀器。中國古代應(yīng)用機(jī)械原理設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)器主要有兩大類，一類利用流體力學(xué)計(jì)時(shí)，有刻漏和后來出現(xiàn)的沙漏；一類采用機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)計(jì)時(shí)，有渾天儀、水

2、運(yùn)儀象臺(tái)等。此外，還有應(yīng)用天文原理（大都根據(jù)日影方向測(cè)定時(shí)間）計(jì)時(shí)的日晷，它也是中國最古老的計(jì)時(shí)器之一?！救贞小肯喑旨染?，日晷漸移。明馬中錫中山狼傳日晷，又稱“日規(guī)”，是我國古代利用日影測(cè)得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)儀器。其原理就是利用太陽投射的影子來測(cè)定并劃分時(shí)刻。日晷通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”，石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺(tái)上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12 個(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)。當(dāng)太陽光照在日晷上時(shí)，晷針的影子就會(huì)

3、投向晷面，太陽由東向西移動(dòng)，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng)。晷面的刻度是不均勻的。于是，移動(dòng)著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時(shí)刻。早晨，影子投向盤面西端的卯時(shí)附近。接著，日影在逐漸變短的同時(shí)，向北（下）方移動(dòng)。當(dāng)太陽達(dá)正南最高位置（上中天）時(shí)，針影位于正北（下）方，指示著當(dāng)?shù)氐奈鐣r(shí)正時(shí)刻。午后，太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個(gè)時(shí)辰。由于從春分到秋分期間，太陽總是在天赤道的北側(cè)運(yùn)行，因此，晷針的影子投向晷面上方；從秋分到春分期間，太陽在天赤道的南側(cè)運(yùn)行，因此，晷針的影子投向晷面的下方。世界上最早的日晷誕生于六千年前的巴比倫之大王國。中國最早文獻(xiàn)記

4、載是隋書天文志中提到的袁充于隋開皇十四年公元 574 年 發(fā)明的短影平儀，即地平日晷。赤道日晷的明確記載初見于南宋曾敏行的獨(dú)醒雜志卷二中提到的晷影圖。這種利用太陽光的投影來計(jì)時(shí)的方法是人類在天文計(jì)時(shí)領(lǐng)域的重大發(fā)明，這項(xiàng)發(fā)明被人類所用達(dá)幾千年之久，然日晷有一個(gè)致命弱點(diǎn)是陰雨天和夜里是沒法使用的，直至1270 年在意大利和德國才出現(xiàn)早期的機(jī)械鐘，而中國則在1601 年明代萬歷皇帝才得到二架外國的自鳴鐘，清代時(shí)雖有很多進(jìn)口和自制的鐘表，但都為王宮貴府所用，一般平民百姓還是看天曉時(shí)。所以徹底拋卻日晷，看鐘表知辰光還是近現(xiàn)代的事?！竟绫怼抗绫砗腿贞幸粯?，也是利用日影進(jìn)行測(cè)量的古代天文儀器，早在公元前7

5、世紀(jì)，我國就開始使用了。據(jù)說，日晷還是在它的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。圭表是測(cè)定正午的日影長(zhǎng)度以定節(jié)令，定回歸年或陽歷年。在很長(zhǎng)一段歷史時(shí)期內(nèi)，我國所測(cè)定的回歸年數(shù)值的準(zhǔn)確度斗居世界第一。通過進(jìn)一步研究計(jì)算，古代學(xué)者還掌握了二十四節(jié)氣的圭表日影長(zhǎng)度。這樣，圭表不僅可以用來制定節(jié)令，而且還可以用來在歷書中排出未來的陽歷年以及二十四個(gè)二節(jié)令的日期，作為指導(dǎo)農(nóng)事活動(dòng)的重要依據(jù)。圭表是我國古代度量日影長(zhǎng)度的一種天文儀器，由“圭”和“表”兩個(gè)部件組成。直立于平地上測(cè)日影的標(biāo)桿和石柱，叫做表； 正南正北方向平放的測(cè)定表影長(zhǎng)度的刻板，叫做圭。遠(yuǎn)古時(shí)的人們，日出而作，日沒而息，從太陽每天有規(guī)律地東升西落，直觀地感覺到

6、了太陽與時(shí)間的關(guān)系，開始以太陽在天空中的位置來確定時(shí)間。但這很難精確。很早以前，人們發(fā)現(xiàn)房屋、樹木等物在太陽光照射下會(huì)投出影子，這些影子的變化有一定的規(guī)律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱來觀察影子的變化，這根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子測(cè)量表影的長(zhǎng)度和方向，則可知道時(shí)辰。后來，發(fā)現(xiàn)正午時(shí)的表影總是投向正北方向，就把石板制成的尺子平鋪在地面上，與立表垂直，尺子的一頭連著表基，另一頭則伸向正北方向，這把用石板制成的尺子叫“圭”。正午時(shí)表影投在石板上，古人就能直接讀出表影的長(zhǎng)度值。據(jù)記載，三千年前，西周丞相周公旦在河南登封縣設(shè)置過一種以測(cè)定日影長(zhǎng)度來確定時(shí)間的儀器，稱為圭表。這當(dāng)為世界上最早

7、的計(jì)時(shí)器。經(jīng)過長(zhǎng)期觀測(cè)，古人不僅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年內(nèi)夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦陽斜射，表影則最長(zhǎng)。于是，古人就以正午時(shí)的表影長(zhǎng)度來確定節(jié)氣和一年的長(zhǎng)度。譬如，連續(xù)兩次測(cè)得表影的最長(zhǎng)值，這兩次最長(zhǎng)值相隔的天數(shù)，就是一年的時(shí)間長(zhǎng)度，難怪我國古人早就知道一年等于365 天多的數(shù)值。在現(xiàn)存的河南登封觀星臺(tái)上，40 尺的高臺(tái)和128 尺長(zhǎng)的量天尺也是一個(gè)巨大的圭表。圭表是中國古代觀測(cè)天象的儀器。在不同季節(jié)，太陽的出沒方位和正午高度不同，并有周期變化的規(guī)律。于露天將圭平置于表北面，根據(jù)圭上表影，測(cè)量、比較和標(biāo)定日影的周日、周年變化，可以定方向、測(cè)時(shí)間、求出周年

8、常數(shù)、劃分季節(jié)和制定歷法。所以圭表測(cè)影是中國古代天文學(xué)的主要觀測(cè)手段之一。儀征銅圭表長(zhǎng)34.5 厘米 ，合漢制1.5 尺，邊緣上刻有尺寸單位；表高 19.2 厘米，合漢制8 寸。圭、表間用樞軸連接，使之合為一體。使用時(shí)將表豎立與圭垂直；平時(shí)可將表折入圭體中留出的空檔內(nèi)，便于攜帶。根據(jù)傳統(tǒng)的說法，表高為8 尺；這一數(shù)值曾被長(zhǎng)期沿用。該表的表高恰為8 尺的1/10，說明它是一件便攜式的測(cè)影儀器，可證明當(dāng)時(shí)常設(shè)的天文臺(tái)用8 尺的表進(jìn)行觀測(cè)的說法是可信的。圭表由圭和表兩部份組成：圭是平放的有刻度的尺，表是直立的標(biāo)竿，置于圭的兩端且與圭垂直。當(dāng)太陽照著表的時(shí)候，圭上出現(xiàn)了表的影子，根據(jù)影子和方向和長(zhǎng)度，

9、就能讀出時(shí)間。春秋時(shí)代已經(jīng)使用圭表測(cè)量連續(xù)兩次日影最長(zhǎng)和最短之間所經(jīng)歷的時(shí)間，并計(jì)算出回歸年的長(zhǎng)度。中國現(xiàn)存最早的圭表是1965 年在江蘇儀征石碑村1 號(hào)東漢墓出土。圭表多以銅制。一九六五年在江蘇儀征的一座東漢中葉墓葬中出土了一件袖珍銅圭表，它由 19.2 厘米的表和 34.39 厘米長(zhǎng)的圭構(gòu)成，圭表之間有樞軸相連，可將表平放于匣內(nèi)，圭表合裝一體，啟合自如，攜帶方便，是設(shè)計(jì)家和鑄造師密切配合的杰作。圭表測(cè)時(shí)的精度是與表的長(zhǎng)度成正比的。元代杰出的天文學(xué)家郭守敬在周公測(cè)時(shí)的地方設(shè)計(jì)并建造了一座測(cè)景臺(tái)。它由一座9.46 米高的高臺(tái)和從臺(tái)體北壁凹槽里向北平鋪的長(zhǎng)長(zhǎng)的建筑組成，這個(gè)高臺(tái)相當(dāng)于堅(jiān)固的表，平

10、鋪臺(tái)北地面的是“量天尺”即石圭。這個(gè)碩大的“圭表”使測(cè)量精度大大提高。以圭表測(cè)時(shí)，一直延至明清，現(xiàn)在南京紫金山天文臺(tái)的一具圭表，是明代正統(tǒng)年間（1437 1442 年）所造的?！究搪坑址Q漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側(cè)面流泄，格叉和關(guān)舌又上升，使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降，由漏箭上的刻度指示時(shí)間。后來創(chuàng)造出受水型，水從漏壺以恒定的流量注入受水壺，浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時(shí)間，提高了計(jì)時(shí)精度。為了獲得恒定的流量，首先應(yīng)使漏壺的水位保持恒定。其次， 向受水壺注水的水管截面面積必須固定，水管采用 “渴烏” （虹吸）原理，便于調(diào)整和修理。

11、有兩種保持水位恒定或接近恒定的方法，均見于宋代楊甲著六經(jīng)圖（刊于 1153年） 中的 “齊國風(fēng)挈壺氏圖”。 圖中 “唐制呂才 （約公元600650） 定” 刻漏是在漏壺上方加幾個(gè)補(bǔ)償壺， “今制燕肅 （1030）定”刻漏采用溢流法，深四寸。多余的水由平水壺（下匱）通過竹注筒流入減水盎。燕肅創(chuàng)制的漏壺叫蓮花漏，北宋時(shí)曾風(fēng)行各地。全上古三代秦漢三國六朝文全后漢文中在桓譚 （卒于公元 56 年）的文章里說刻漏度數(shù)因干、濕、冷、暖而異，在白天和夜間需要分別參照日晷和星宿核對(duì)。當(dāng)時(shí)已認(rèn)識(shí)到水溫和空氣濕度對(duì)刻漏計(jì)時(shí)精度的影響。刻漏的最早記載見于周禮。已出土的文物中最古老的刻漏是西漢遺物，共3 件，均為泄水

12、型。其中以1976 年內(nèi)蒙古自治區(qū)伊克昭盟杭錦旗出土的青銅漏壺最為完整，并刻有明確紀(jì)年。比較完整的傳世刻漏有兩個(gè)，均為受水型：一個(gè)在北京中國歷史博物館，是元代延祐三年（1316）造；一個(gè)在北京故宮博物院，是清代制造。【沙漏】西方發(fā)現(xiàn)最早的沙漏大約在公元1100 年，比我國的沙漏出現(xiàn)要晚。我國的沙漏也是古代一種計(jì)量時(shí)間的儀器。沙漏的制造原理與漏刻大體相同,它是根據(jù)流沙從一個(gè)容器漏到另一個(gè)容器的數(shù)量來計(jì)量時(shí)間。這種采用流沙代替水的方法，是因?yàn)槲覈狈蕉炜諝夂?，水容易結(jié)冰的緣故。最著名的沙漏是明史天文志載， 1360 年詹希元?jiǎng)?chuàng)制的“五輪沙漏”。流沙從漏斗形的沙池流到初輪邊上的沙斗里，驅(qū)動(dòng)初輪，

13、從而帶動(dòng)各級(jí)機(jī)械齒輪旋轉(zhuǎn)。最后一級(jí)齒輪帶動(dòng)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(gè)有刻線的儀器圓盤上轉(zhuǎn)動(dòng)，以此顯示時(shí)刻，這種顯示方法幾乎與現(xiàn)代時(shí)鐘的表面結(jié)構(gòu)完全相同。此外，詹希元還巧妙地在中輪上添加了一個(gè)機(jī)械撥動(dòng)裝置，以提醒兩個(gè)站在五輪沙漏上擊鼓報(bào)時(shí)的木人。每到整點(diǎn)或一刻，兩個(gè)木人便會(huì)自行出來，擊鼓報(bào)告時(shí)刻。這種沙漏脫離了輔助的天文儀器，已經(jīng)獨(dú)立成為一種機(jī)械性的時(shí)鐘結(jié)構(gòu)。后來周述學(xué)加大了流沙孔，以防堵塞，改用六個(gè)輪子。由于無水壓限制,沙漏比漏刻更精確。宋濂(1310 1381)著宋學(xué)士文集記載了沙漏結(jié)構(gòu)，有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數(shù)，并說第五輪的軸梢沒有齒，而裝有指示時(shí)間的測(cè)

14、【渾天儀】渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾天儀渾儀是測(cè)量天體球面坐標(biāo)的一種儀器，而渾象是古代用來演示天象的儀表。它們是我國東漢天文學(xué)家張衡所制的。西方的渾天儀最早由埃拉托色尼于公元前255 年發(fā)明。葡萄牙國旗上畫有渾儀。自馬努埃一世起渾天儀成為該國之象征。渾儀模仿肉眼所見的天球形狀，把儀器制成多個(gè)同心圓環(huán)，整體看猶如一個(gè)圓球，然后通過可繞中心旋轉(zhuǎn)的窺管觀測(cè)天體。 渾儀的歷史悠久，有人認(rèn)為西漢落下閎、鮮于妄人、耿壽昌都造過圓儀，東漢賈逵、傅安等在圓儀上加黃道環(huán)，改稱“黃道銅儀”。早期結(jié)構(gòu)如何已沒有記載。而最早有詳細(xì)結(jié)構(gòu)記載的是東晉史官丞南陽孔挺在光初六年，即公元323 年所造的兩重環(huán)銅渾儀，這架儀器

15、由六合儀和四游儀組成。 到了唐貞觀七年，即公元 633 年， 李淳風(fēng)增加了三圾儀，把兩重環(huán)改為三重儀，成為一架比較完備的渾儀，稱為“渾天黃道儀”。唐朝以后所造的渾儀，基本上與李淳風(fēng)的渾儀相似，只是圓環(huán)或零部件有所增減而已。隨著渾儀環(huán)數(shù)的增加，觀測(cè)時(shí)遮蔽的天區(qū)愈來愈多，因此，從北宋開始簡(jiǎn)化渾儀，到了元朝郭守敬則對(duì)渾儀進(jìn)行徹底改革，創(chuàng)制出簡(jiǎn)儀。渾象的構(gòu)造是一個(gè)大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒穩(wěn)圈、恒顯圈等，類似現(xiàn)今的天球儀。渾象又有兩種形式，一種形式是在天球外圍-地平圈，以象征地。天球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球內(nèi)的地仍然不動(dòng)?，F(xiàn)代著作中把這種地在天內(nèi)的渾象專稱為“渾天象”。通常認(rèn)為渾象最初是由西漢耿壽昌創(chuàng)制

16、。東漢張衡的渾象是他設(shè)計(jì)的漏水轉(zhuǎn)渾天儀的演示部分。以后，天文學(xué)家還多次制造過渾象，并且和水力機(jī)械聯(lián)系在一起，以取得和天球周日運(yùn)動(dòng)同步的效果。唐代的一行和梁令瓚，宋代蘇頌和韓公廉等人，把渾象和自動(dòng)極時(shí)裝置結(jié)合起來，發(fā)展成為世界上最早的天文鐘。應(yīng)該說是被張衡改進(jìn)過?！舅\(yùn)儀象臺(tái)】為北宋元祐三年（1088）蘇頌、韓公廉等人所制。他們于紹圣（1094 1097）初年著新儀象法要，載有總圖和部件圖多幅。這臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)高三丈五尺余，寬二丈一尺，是一座上狹下廣的木建筑。臺(tái)的下層有提水裝置，由人力推動(dòng)河車，帶動(dòng)升水上輪和下輪（筒車），將水提到天河（受水槽），注入天池（蓄水池）。臺(tái)中平水壺保持水位恒定，并通過一

17、定截面的水管向樞輪（水輪）上的受水壺流泄恒定流量的水，推動(dòng)樞輪。樞輪通過傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)晝夜機(jī)輪、渾象和渾儀。水運(yùn)儀象臺(tái)有一套比較復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置擒縱機(jī)構(gòu)，這是計(jì)時(shí)機(jī)械史上一項(xiàng)重大創(chuàng)造，它把樞輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在樞輪的上方和圓周旁有天衡 裝置擒縱機(jī)構(gòu)。 這是計(jì)時(shí)機(jī)械史上一項(xiàng)重大創(chuàng)造。它把樞輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚g歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。新儀象法要所載天衡圖未繪出樞輪和裝在樞輪上的受水壺,而書中的文字描述又僅寥寥數(shù)語:樞輪直徑一丈一尺,以七十二輻雙植于一轂為三十六洪,束以三輞。每洪夾持受水壺一，總?cè)鶋?，每壺長(zhǎng)一尺，闊五寸，深四寸。 于壺側(cè)置鐵撥牙以撥天衡關(guān)

18、舌。因此對(duì)受水壺的結(jié)構(gòu)，特別是它的工作原理有不同的推測(cè)，其中有一種方案采用了可傾式受水壺。當(dāng)樞輪圓周上接受注水的受水壺積水不到一定的重量時(shí)，左天鎖擋住樞輪的一個(gè)輪輻，使樞輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)積水到達(dá)一定的重量時(shí)，樞權(quán)（重錘）不足以平衡受水壺重力時(shí)，受水壺圍繞轉(zhuǎn)軸向下傾轉(zhuǎn)。裝在壺側(cè)的鐵撥牙壓迫格叉和關(guān)舌下降，關(guān)舌通過天條帶動(dòng)杠桿,使天關(guān)和左天鎖上提 ,樞輪得以轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)過一個(gè)受水壺后,格叉和關(guān)舌又上升,天關(guān)連同左天鎖下落，樞輪的下一對(duì)輪輻又被擋住。右天鎖的作用是防止樞輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回彈。天權(quán)和樞權(quán)是兩個(gè)平衡重錘。天權(quán)用于平衡左天鎖和天關(guān)的一部分重力，可調(diào)整天衡機(jī)構(gòu)的工作靈敏度。樞權(quán)用于調(diào)整樞輪轉(zhuǎn)動(dòng)一對(duì)輪輻時(shí)受

19、水壺所需的受水量，即間歇運(yùn)動(dòng)的周期，從而校正計(jì)時(shí)的誤差。蘇頌水運(yùn)儀象臺(tái)結(jié)構(gòu)圖蘇頌水運(yùn)儀象臺(tái)【大明燈漏】1276 年，中國元代的郭守敬制成大明燈漏。它是利用水力驅(qū)動(dòng)，通過齒輪系及相當(dāng)復(fù)雜的凸輪機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)木偶進(jìn)行 “一刻鳴鐘、 二刻鼓、三鉦、四鐃”的自動(dòng)報(bào)時(shí)。 【中國近代機(jī)械計(jì)時(shí)器的早期發(fā)展】除了圭表、日晷、刻漏和“火鐘”（點(diǎn)燃附有標(biāo)尺或有標(biāo)記的香燭）外，中國是世界上最早成功地制造機(jī)械計(jì)時(shí)器的國家。中國古代機(jī)械計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)是多與天文儀器相結(jié)合，既可以演示天象變化，又能同時(shí)報(bào)告時(shí)刻，而且是以一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)同時(shí)推動(dòng)、控制和調(diào)節(jié)天文儀器和計(jì)時(shí)器。這種機(jī)械裝置在近代稱為天文鐘。從東漢張衡(78 139)到唐

20、(僧 )一行(683727)，這種計(jì)時(shí)器屢被制造。宋初，張思訓(xùn)于公元979 年制成世界上第一座有擒縱裝置的“渾儀”。其后，蘇頌于宋元佑七年(1092)制作全部完成了古代文明史上最大型、最齊全、最先進(jìn)的天文鐘，稱之為“水運(yùn)儀象臺(tái)”(詳見上述)。它們都是近代鐘表的祖先。不過，中國近代機(jī)械計(jì)時(shí)器及與之相關(guān)的知識(shí)的發(fā)展，卻與傳教士對(duì)歐洲近代機(jī)械鐘表的傳入是分不開的。明末清初歐洲近代機(jī)械鐘表的傳入和改進(jìn)近代機(jī)械鐘表發(fā)展的關(guān)鍵理論是17 世紀(jì)由物理學(xué)家做出的。伽利略 (G.Galile,1564 1642)和惠更斯(C.Hoggens,16291695)各自獨(dú)立地研究了擺線和單擺的等時(shí)性，為近代鐘表的產(chǎn)生

21、與興起奠定了理論基礎(chǔ)。鐘表也成為表征當(dāng)時(shí)力學(xué)發(fā)展的重要技術(shù)成就。歐洲從 14 世紀(jì)起流行以重錘驅(qū)動(dòng)、以心軸節(jié)擺控制的機(jī)械鐘(圖2(a)所示自鳴鐘)。后者在明清時(shí)期稱為“梳擺”圖(a)。圖(a)未畫出系于繩索上(見該圖右下部)的驅(qū)動(dòng)錘；圖(b)中， AB 為可調(diào)重錘，其中央C 處有棘爪 FG，以控制冕輪E 的轉(zhuǎn)動(dòng)。E 軸上纏繞繩索，索一端懸掛驅(qū)動(dòng)錘H 。伽利略晚年曾設(shè)計(jì)鐘，但似乎未曾完成。而后惠更斯于1657 年取得了擺鐘發(fā)明權(quán)，1673 年又發(fā)明了盤簧、表簧。1680 年倫敦鐘表師克萊門特(Clement)在鐘表內(nèi)裝上節(jié)擺錨，即擒縱器。這歷史情況對(duì)于了解不同時(shí)期傳入中國的鐘表狀況是重要的?？梢?/p>

22、說，明亡(1644)之前，耶穌會(huì)士帶入中國的鐘是歐洲古代水鐘、沙漏，中世紀(jì)重錘驅(qū)動(dòng)的鐘或稍加改進(jìn)的產(chǎn)品；從清順治十五年(1658)起，傳入中國的鐘表有可能是惠更斯型鐘；而康熙二十年(1681)以后，就有可能主要是帶擒縱器和發(fā)條(或游絲)的鐘(表 )。中世紀(jì)歐洲自鳴鐘及其梳擺在耶穌會(huì)士進(jìn)入中國大陸之前，居住澳門的外國商人和傳教士已將中世紀(jì)歐洲鐘攜至澳門。 耶穌會(huì)士羅明堅(jiān)(Michal Rvggier,1543 1607)和利瑪竇(Matteo Ricci,1552 1610)分別于 1581、 1582 年來華，他們不僅攜帶鐘，而且有鐘表修理匠隨行。利瑪竇中國札記多處描寫了利瑪竇一行在肇慶、韶州

23、、南昌和南京如何以鐘表、三棱鏡等奇巧之物贈(zèng)送地方官吏、朝廷使臣，而換取居留當(dāng)?shù)鼗蜻M(jìn)京的許可；后者又如何貪婪地向他們索取這些奇巧之物。當(dāng)1601 年初，利瑪竇抵京，將其禮物包括自鳴鐘二具奉呈朝廷時(shí)， “皇帝陛下 (指明神宗)對(duì)這些新奇的鐘如此著迷” ，不僅為它“花了一千三百金幣”造鐘樓，高興得連太監(jiān)都“進(jìn)級(jí)加俸”，甚至著急地“想看看這些送來禮物的異國人” 。這些鐘是屬于重錘驅(qū)動(dòng)的自鳴鐘或稍加改進(jìn)的產(chǎn)品。歐洲人普遍使用的沙漏、水鐘(即水日晷)和重錘驅(qū)動(dòng)的自鳴鐘同時(shí)傳入中國。沙漏傳入中國后，曾在航海上用作計(jì)時(shí)器。乾?(1758)，周煌撰琉球國志略，言及從福州開船到琉球，船行“一更為六十里”，并用沙漏

24、計(jì)時(shí)， “每二漏半有零為一更”。 水鐘初期傳入中國者，如同 遠(yuǎn)西奇器圖說所繪“水日晷”，其原理類似古代中國的單壺漏。實(shí)際上，這種水鐘只是一種玩具，它不能均勻、準(zhǔn)確地指示時(shí)刻；長(zhǎng)期使用，漏孔也必為水垢、泥沙堵塞。鑒于此，鄒伯奇對(duì)它作了改進(jìn)，以虹吸管代替漏孔。鄒伯奇改進(jìn)的歐洲水鐘繪圖重錘驅(qū)動(dòng)的自鳴鐘，最早見于王徵(1571 1644)的新制諸器圖說(完稿于明末天啟七年 1627 年)一書。該書所繪“輪壺圖”就是這種機(jī)械鐘，“輪壺” 又稱 “輪鐘” ， 王徵所繪只是示意圖罷了。輪壺圖(圖5)中央由下而上的四個(gè)圈，表示由重錘驅(qū)動(dòng)的彼此嚙合的齒輪，其上似“天平”之圖就是梳擺。王徵結(jié)合中國機(jī)械鐘報(bào)時(shí)傳統(tǒng)將

25、報(bào)時(shí)裝置改為敲鐘、擊鼓和司辰木偶。當(dāng)然，這一改就使王徵的設(shè)計(jì)比歐洲自鳴鐘復(fù)雜得多。王徵還根據(jù)這種自鳴鐘原理設(shè)計(jì)了鐘機(jī)傳動(dòng)的“自行車”、 “自行磨”。雖然它們并無實(shí)用價(jià)值，但表明王徵學(xué)會(huì)制造歐洲自鳴鐘。崇禎二年 (1629)，徐光啟主持歷局，他在奏請(qǐng)制造天文儀器的清單中，有“候時(shí)鐘三”。候時(shí)鐘雖未制成，但徐光啟(15621633)最早提出向西方學(xué)制鐘表的設(shè)想。值得指出的是，從歐洲機(jī)械鐘傳入之初，為適應(yīng)中國人的計(jì)時(shí)制度，歐洲鐘不得不在計(jì)時(shí)方法上作修改。表盤顯示數(shù)字由歐洲一日轉(zhuǎn)兩圈的24小時(shí)制改為中國的一日轉(zhuǎn)一圈的十二時(shí)辰制，顯時(shí)盤上的羅馬數(shù)字也改成漢字。明萬歷十年冬(1583 年初)，羅明堅(jiān)送肇慶

26、府“總督”一架帶車輪的大自鳴鐘，是迄今所知最早作計(jì)時(shí)制修改的例子。改成中國計(jì)時(shí)制后， “大鐘鳴時(shí)，正午一擊，初未二擊，以至初子十二擊；正子一擊，初丑二擊，以至初午十二擊。小鐘鳴刻，一刻一擊，以至四刻四擊。 ”入清后，又改為正午、正子各十二擊?；蛘?，如王大海在海島逸志中所述者: 敝櫻砸蝗輾質(zhì)保 臃質(zhì)?:子時(shí)一點(diǎn)，巳末十二點(diǎn)，午時(shí)又一點(diǎn)，亥末又十二點(diǎn)。鐘小者盈尺，大者高數(shù)尺，鐘鳴之后，又有小鐘十余事，鏗鏘可聽，名曰鬧鐘。這里的“十二時(shí)”是十二個(gè)時(shí)辰， “十二點(diǎn)”是指鐘鳴響次數(shù)。當(dāng)然，在北京、天津、南京各地制造的鐘表，也有時(shí)辰鳴鐘數(shù)不完全相同者。然而，十二時(shí)辰計(jì)時(shí)制及其顯時(shí)盤從此一直延續(xù)到清末。從順

27、治十五年 (1658)起，傳入中國者當(dāng)有惠更斯型擺鐘。由于調(diào)查、研究不夠，還不能向讀者說清，今存故宮博物院等地的哪些鐘屬于這一類。或許，存世者極少?；蛟S，清初劉獻(xiàn)廷(16481695)廣陽雜記所記民間制鐘者張碩忱、吉坦然制的鐘，屬于這一類。因?yàn)閯I(xiàn)廷記述中，只涉及鐘內(nèi)“大小輪多至二十余，皆以黃銅為之”。既未涉及重錘梳擺，亦未涉及發(fā)條之類?？滴醵?1681)起，有擒縱器和發(fā)條的機(jī)械鐘傳入中國?？滴醵?1684)，康熙帝賜葡萄牙耶穌會(huì)士徐日升 (Thomas Pereira，1645 1708)金扇，上繪自鳴鐘，并作戲題自鳴鐘詩。詩曰:晝夜循環(huán)勝刻漏，綢繆宛轉(zhuǎn)報(bào)時(shí)全；陰陽不改衷腸性，萬里

28、遙來二百年。從詩中“衷腸”二字可見，有發(fā)條的機(jī)械鐘表已傳入中國。時(shí)人稱“發(fā)條”為“鋼腸”。 古今圖書集成歷法典卷九十四儀象部繪一鬧鐘(圖6)，故宮藏清初時(shí)辰醒鐘(圖7)，大概都是早期輸入中國或中國自制的具有發(fā)條和擒縱器的機(jī)械鐘。古今圖書集成繪鬧鐘清宮藏時(shí)辰醒鐘歐洲機(jī)械鐘傳入中國后，民間有人相繼學(xué)制機(jī)械鐘。劉獻(xiàn)廷廣陽雜記所記張碩忱、吉坦然二人制造自鳴鐘的情形，就是其中一例。在南京博物院珍藏一具鐵制時(shí)辰鐘，內(nèi)有重錘和梳擺。它大概是明末清初中國人自制的自鳴鐘之一。除了民間以外，清廷也設(shè)置了鐘表作坊，大量制作機(jī)械鐘表。清宮內(nèi)設(shè)鐘表作坊大概起于康熙十六年 (1677)前后。 該年， 宮廷內(nèi) “敬事房”下

29、設(shè) “做鐘處”，置“侍監(jiān)首領(lǐng)一人”；在“端凝殿”置“兼自鳴鐘執(zhí)守侍首領(lǐng)一人，專司并驗(yàn)鐘鳴時(shí)刻”。此后， “做鐘處”逐漸擴(kuò)大，工匠增多?？滴跞辏?691）后，遷出廷，另設(shè)作坊，有廠房 150 余間，頗具規(guī)模；雍正時(shí)又成為造辦處內(nèi)一個(gè)作坊，從事保管、修理和制造鐘表，供宮廷所需。在做鐘處工作過的耶穌會(huì)士和歐洲鐘匠，有利類思（Ludovice Buglio ，1606 1683）、安文思（Gabrielde Magalhaens， 1609 1677），瑞士鐘表匠林濟(jì)各（Pater Stedlin， 1668 1740）等前后十余人。他們領(lǐng)導(dǎo)制造了各種鐘表，還培養(yǎng)了不少鐘表匠。如皇朝禮器圖式（乾

30、?哪 ?1795敕撰）卷三儀器中繪一自鳴鐘（圖 8）和一時(shí)辰表（圖 9），清宮造紫檀插屏鐘（見題圖），黑漆描金樓式鐘（見圖 10），都是清宮做鐘處作品。有的是中西結(jié)合的特殊的鐘，表盤以十二時(shí)初正記時(shí)，短針指時(shí)，長(zhǎng)針指刻。表盤又以羅馬數(shù)字示時(shí)辰初正。與宮內(nèi)做鐘幾乎同時(shí)，在廣州、蘇州、南京、寧波、福州等地也先后有了家庭作坊式的鐘表制造或修理業(yè)。制造鐘表最重要的發(fā)條、游絲多自澳門、廣州、寧波等地外商中購進(jìn)。此外，清廷還從歐洲各國購買了各式各樣藝術(shù)鐘表。它們中，尚存北京故宮的一部分近年經(jīng)整理，刊載于清宮鐘表珍藏一書之中?；食Y器圖式繪清宮制自鳴鐘黑漆描金樓式鐘(局部) 自明末歐洲自鳴鐘和計(jì)時(shí)器傳入中國

31、以來，鐘表一直為人們所喜愛。據(jù)說，乾隆時(shí)貪官和坤家中藏大小自鳴鐘38 座，洋表百余個(gè)。小說紅樓夢(mèng)多處描寫鐘表，以表現(xiàn)榮國府的富有與奢侈。其中， 有擺鐘、時(shí)辰鐘、價(jià)值560 兩銀子的自鳴鐘，以及歐洲式鐘表、核桃大小的金表等。乾隆十六年(1751)， 印光任和張汝霖合撰澳門紀(jì)略 ， 對(duì)該地西洋式鐘表作了如下描寫:三巴條有十二辰盤，揭之定時(shí)臺(tái)前，俟某時(shí)鐘動(dòng)，則蟾蜍移至某位。自鳴鐘有數(shù)種:曰桌鐘；曰掛鐘。小者圓如銀鋌，皆按時(shí)發(fā)響。起子末一聲，至午初十二聲；復(fù)起午末一聲，至子初十二聲。鳴時(shí)八音并奏者，謂之樂鐘。欲知其辰而非其應(yīng)鳴之時(shí)，則掣繩轉(zhuǎn)機(jī)而報(bào)響，謂之問鐘。小者亦可問。自行表，大小同日規(guī)月影，以及璇璣諸器。又一物如鵝卵，實(shí)沙其中，而顛倒?jié)B泄之，以候更數(shù)，名曰鵝卵沙漏。這段文字可以看作鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)之前傳入中國的西洋鐘表名目總匯。隨著國內(nèi)鐘表制造的逐漸興起，嘉慶十四年(1809)，徐光啟的后裔徐朝俊撰寫了鐘表圖說一書，總結(jié)了有關(guān)制造技術(shù)和理論。全書包括:鐘表名