在时钟出现之前人们是如何计时
在人类历史的大部分时间里,计时意味着解读影子、观察水滴或计算燃烧蜡烛的刻度。机械钟是一个相对较新的概念。

最早的日晷大约在公元前3500年出现在埃及——一块带有凸起边缘的石板,上面刻有线条,通过影子的位置来指示时间。它简单、便宜,只要有阳光就能工作。缺点也很明显:日晷在夜晚、阴天或室内都毫无用处,而在历史的大部分时间里,这恰好涵盖了人们实际需要追踪的大部分时间。
日晷无法弥补的空白正是接下来几千年计时技术试图填补的——用水、蜡、沙子,最终是齿轮。这一切都不是一蹴而就的。今天大多数人想象的机械钟,带有指针和擒纵机构,滴答作响地计算着秒数,是一个真正迟到的发明,而且在它出现后的几个世纪里,它甚至不是最准确的选择。
水完成了太阳无法完成的工作
水钟,或称漏壶,是已知最古老的计时装置之一,大约在公元前1600年已在埃及和巴比伦使用。其原理很简单:水以大致恒定的速度从一个有刻度的容器中流出,下降的水位指示时间,无论是白天还是夜晚,室内还是室外。一位埃及宫廷官员因在公元前16世纪发明了其中一种水钟而载入其墓碑铭文,此后,这种设计传播到希腊、中国,最终遍及欧洲和亚洲大部分地区,并持续使用了数千年。雅典法庭使用水钟来做一件非常实际的事情——限制演讲者在审判中发言的时间,这可以说是此后所有法庭时钟的祖先。
水钟工程在几个世纪后在伊斯兰世界达到了最精巧的程度。1206年,工程师阿尔-贾扎里建造了一个“大象钟”,它将一个水箱隐藏在一个真人大小的大象雕塑中,驱动着顶部的自动人物机制——这是现代以前建造的最复杂的计时机器之一。伊斯兰水钟设计的精巧程度一直无人能及,直到大约14世纪中叶,这比第一批机械钟出现在欧洲晚了许多。
沙子、蜡烛和烟雾填补了其余的空白
沙漏——沙子通过两个玻璃球之间的狭窄颈部滴落——在1338年之前没有确凿证据,当时它出现在一幅意大利壁画中,比水钟普及晚了几个世纪。它的真正价值体现在海上:船只的摇晃会干扰水钟,但一个密封的玻璃沙漏无论如何都能继续工作,这使得沙漏成为19世纪欧洲船只上真正的导航工具。在陆地上,教堂用它们来计时布道——据报道,当传教士翻转沙漏并继续讲道时,会众感到恼火——厨房则用较小的沙漏来煮鸡蛋。
蜡烛通过燃烧到标记线以下来完成类似的工作,有时会在蜡中插入钉子,这样它们就会掉落并发出声音来标记时间,而不是通过观察。罗马人也用这种方式计时。在中国,到公元6世纪出现了一种独立的解决方案:香钟,其中精心制作的香棒或香盘以已知速度燃烧,有时会附带小重物,这些重物会掉落到下面的盘子上,通过声音标记时间的流逝。
为什么机械钟花了这么长时间才普及
欧洲已知的第一台重力驱动机械钟可追溯到1283年的英格兰——与水钟已经使用了数千年相比,这确实很晚。真正定义机械钟的不是齿轮;而是擒纵机构,一种以均匀间隔中断连续力的机制,将平滑的过程转化为离散的、可计数的滴答声。日晷或水钟测量的是连续自然的物体——阳光、滴水——而机械钟测量的是其制造者决定的单位。这是人们与时间关系的一个真正转变,但它并不是准确性的即时提升:早期的机械钟没有分针,历史学家将水钟描述为直到文艺复兴开始时的真正尖端技术。伽利略在17世纪的实验中仍然使用水钟,而不是机械钟来测量落体。
以插图故事形式讲述

常见问题
在时钟出现之前,人们用什么来计时?
白天主要使用日晷,夜晚、室内或阴天则使用水钟(漏壶)——大约在公元前1600年已在埃及和巴比伦使用。沙漏、蜡烛钟和香钟后来填补了特定的空白,尤其是在日晷或水钟不实用的时候,比如在海上。
日晷和水钟哪个先出现?
日晷,而且早得多——埃及日晷可追溯到大约公元前3500年,而最早确认的水钟出现在大约公元前1600年。水钟之所以变得必不可少,正是因为日晷在天黑或阴天时就停止工作了。
第一台机械钟是什么时候发明的?
欧洲已知的第一台重力驱动机械钟可追溯到1283年。它并没有立即取代旧方法——水钟在随后的几个世纪里仍然更实用,在某些情况下也更准确,因为早期的机械钟甚至没有分针。