我们往往乐于认为,过去的人都比较轻松,比较愉快,不象现在的人,那样非得强迫自己查看钟表,视时间为金钱。然而,精度不一的各类钟表至少已在人世间存在了4000年。埃及人是最早进行此类尝试的民族,他们制作过星钟图,用它来查看哪颗星星已经升起,然后计算夜间的时刻。后来,他们造出了为白天计时的影钟,随着日出合日落,一条横杆的影子逐渐越过一串记号。法老塞提一世于公元前1300年前后统治埃及,在他的陵墓中就曾发现一套制造影钟的器械。日咎就是以这种简单的影钟为原形制作的。罗马人对今天我们所熟知的那种日咎加以改进,甚至制造过便携式旅行用钟。
据埃及朝官阿门内姆哈特的墓志铭记载,此人曾于公元前1500年前后发明了水钟,一种“漏壶”。容器内的水面随着水的流出而下降,据此测出过去了多少时间。这类时钟对祭司特别有用,因为夜里他们需要了解时间,不致错过在神庙内举行宗教仪式和献技活动的既定时刻,现存最古老的水钟是阿孟霍特普三世(公元前14世纪)统治时期的产物——1905年在凯尔奈克的阿蒙神庙发现了它的残片。
水钟是整个古代世界报时的标准方式,它于公元前6世纪传入中国。水钟曾在雅典等城市成为一道常见的景观,如今在这些城市中已发现公元前35年左右建造的“城钟”的遗迹。这种钟的运行由一块浮标控制,当水从底部的一个小出口慢慢流出时,浮标也一点点地下沉。浮标大概与一根圆杆相连接。圆杆在下沉时使指示柄随之移动。通向水井的台阶的磨损程度表明,每天都要给蓄水池倒满水。
希腊世界也拥有较为精致的水钟,发明家亚历山大的克特西比乌斯于公元前270年左右制造的水钟即为一例。这台水钟的水流由多个活塞进行精确控制,能驱动从响铃和活动木偶到鸣禽等各种自动装置——这或许就是最早的布谷钟!雅典的“风之塔”是天文学家安德罗尼卡于公元前1世纪初所建,顶部有多座日身,内部有一只复杂的水钟,时间在刻度盘上显示,围绕刻度盘转动的圆盘可显示恒星运行和一年中太阳在各星座中间运行的轨迹。
古代作者对这些水钟的影响作过充分的论证,讲述了它们在不同背景下使用的情况。柏拉图曾在公元前约330年撰文,把律师们说成是“受漏壶驱动……从无闲暇”的人。水钟甚至开始影响到文学。“悲剧的长度,”亚里士多德抱怨说,“不该由漏壶……而应由与情节相适宜的东西来决定。”查看时钟显然已经受到严格的控制。水钟在希腊和罗马宫廷发挥了更为宝贵的作用,在那里,水钟被用来确保发言者讲话不超时;如果议程临时中断,譬如中途研究一下文件,等等,就要用蜡将出水管堵住,直到发言重新开始。在罗马举行运动会时,水钟被用来为赛跑计时。
后来,伊斯兰世界制造了华丽的水钟。哈里发哈伦·赖世德曾派使臣由巴格达启程,将一台特别精致的水钟送往神圣罗马帝国开国皇帝查理大帝(公元742-814年)的宫廷。11世纪,阿拉伯的工程师在西班牙的托莱多建造了一对大水钟,钟上有两个容器,月满时,水慢慢注满,月缺时,水慢慢排干。这些水钟结构精巧,历时百年而无须校正。
西欧人一直宣称,时钟制造业的第二次飞跃——机械钟的发明是由他们完成的。有一资料提到,1321年,在法兰西鲁昂附近的一座修道院内,大钟上的一台机械曾奏出圣诗的曲调,而这台机械很可能是一只时钟。大约在同一时期,伟大的意大利诗人但丁在他的长诗《神曲》中明白无误地描述过一只引人注目的时钟,而在1335年的大事年表中,也有一段文字首次提到米兰圣戈特哈德教堂的一只时钟。
然而,在这些早期欧洲时钟问世数百年之前,聪明绝顶的中国古人就已经发明了机械钟。发明机械钟是为了满足精确记录诸多皇位继承人出生时刻的需要,这样,御用占星家们就能够确定天象对他们的影响,从中挑选最佳者继承皇位。中国人在几个世纪内开发了更为精确的水钟,其中包括一种不用水而使用水银的停表,但这些水钟仍然不能满足占星家们的特殊需要。
因此,在公元72年,佛教僧侣和数学家一行制作了一个有发条装置、称作“水运浑天俯视图”的天文仪器。从这个名称可以想见,水为之提供了动力——但机械原理对其运行起着调整的作用。遗憾的是,没过几年,这台用钢铁制造的机械便开始锈蚀;另外,那台时钟也由于天气寒冷引起内部结冰而出现种种问题。976年,张思训用水银替代水,建造了一台时钟,但有关的详细资料却绝少传世。
天文学家苏颂按照宋朝英宗皇帝的诏令进行设计并于公元1090年建成的“水运仪象台”堪称中古时代中国时钟的登峰造极之作。他的装置是一座天文钟楼,高逾30英尺。顶部有一架体积庞大的球形天文仪器,即浑仪。浑仪为铜制,靠水力驱动,用于观测星相。钟楼内放置天球仪,即浑象,其运转与上面的浑仪同步,故可随时对两者进行比较。钟楼前面是一座木阁,分5层各开一门,无论白天黑夜,每隔一段时间,便有木人出现。木人击鼓、摇铃、打钟、敲打乐器、出示时辰牌。所有木人都由巨大的报时装置操纵。这架装置则由巨大的枢轮提供动力,枢轮上有木辐挟持水斗,水从漏壶中滴入水斗,使整个仪器每个时辰前进一个水斗。
苏颂的大时钟从1090年起一直运转到1126年;随后被金朝拆开,运至北京,在那里又运转了几年。苏颂的“水运仪象台”是中古时代中国时钟制造的登峰造极之作;遗憾的是,在后来的100年里,由于战争的原因,这些技术没有能够最终保留下来。
摘自《世界古代发明》
参考资料:http://www.sdxjxx.sdedu.net/kexue/printpage.asp?ArticleID=269
钟在古代并没有报时的功能,它属于打击乐器。早在原始社会,作为礼器的钟就出现了。当时的钟或以木制,或以竹制,或以陶制,是一种简单的打击乐器。随着青铜文化的开始,在商周时期出现了青铜钟。这与当时乐律学、声学和青铜冶铸技术的高度发达分不开。由于青铜钟质料坚实和耐腐蚀,至今虽已历经两三千年,仍能给我们留下古代真实的音响。
钟在古代不仅是乐器,还是地位和权力象征的礼器。王公贵族在朝聘、祭祀等各种仪典、宴飨与日常燕乐中,广泛使用着钟乐。
钟有特钟和编钟之别,特别人的钟叫特钟,能单独的悬在架上。成组依大小次序悬在一个架上的是编钟,大小和它的高低音有关系,有的十六个为一组。现存的钟有西周初期以至春秋战国时期的,战国较盛行。钟用木槌敲击演奏,考古发现的编钟,有槌同时出土。
钟的形制有两种,一种是带高的筒形纽,钟的下口两边突出如月牙形;另一种上端的纽是扁的,有的纽作伏兽形,钟下口是平的。
一般钟的花纹两边相同,每边大率有六排(每排三个)共十八个突出的乳。乳的形状有突出如柱的,有突出作螺旋形的。有“乳”的点缀,是钟区别于钲、饶、铎、铃等的特点。
我国古代劳动人民通过世代相传的长期生产实践,创造了具有我国民族特色的传统铸造工艺。其中特别是泥范、铁范和熔模铸造最重要,称古代三大铸造技术。
1.泥范铸造的工艺
用泥土按照钟原型雕刻成泥模;将调合均匀的泥土拍打成平泥片,按在泥模的外面,用力拍压,使泥模上的纹饰反印在泥片上。等泥片半干后,按照器物的耳、足、鋬、底、边、角或器物的对称点,用刀划成若干块范,然后将相邻的两泥范做好相拼接的三角形榫卯,而后晾干,或用微火烘烤,修整剔补范内面的花纹,这就成了铸造所用的外范;将制外范使用过的泥模,趁湿刮去一薄层,再用火烤干,制成内范。刮去的厚度就是所铸铜器的厚度;将内范倒置于底座上,再将外范块置于内范周围。外范合拢后,上面有封闭的范盖,范盖上至少留下一个浇注孔;将融化的青铜溶液沿浇注孔注入,等铜液冷却后,打碎外范,掏出内范,将所铸的铜器取出,经过打磨修整,一件精美的青铜钟就制作完成了。永乐大铜钟这口大钟铸于明朝永乐年问,至今已有500多年的历史了。它就是采用了地坑造型表面泥型的铸造方法,使钟体一铸而成,而且庞大的钟体上竞没有发现一个砂眼。
2.铁范铸造的工艺
铸型材料从石和泥、砂改用金属,从一次型经多次型又改进成为耐用性更高的所谓“永久”型(就是金属型),在铸造技术的历史发展上具有重要的意义。将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.
3.熔模铸造的工艺
传统的熔模铸造一般称失蜡、出蜡或捏蜡、拨蜡。我国的失蜡法至迟起源于春秋时期。失蜡法是一种青铜等金属器物的精密铸造方法。做法是,用蜂蜡做成铸件的模型,再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范。加热烘烤后,蜡模全部熔化流失,使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌熔液,便铸成器物。以失蜡法铸造的器物可以玲珑剔透,有镂空的效果。失蜡法,在我国有悠久的历史。湖北随县曾侯乙墓,出土的青铜尊、盘,是我国目前所知最早的失蜡铸件,时代是在公元前五世纪。失蜡法也称"熔模法"。