不必为中国圣哲未曾迈出这些步孓而感到惊讶
真使人惊讶的是这些发现居然都已完成了。
——艾伯特·爱因斯坦（1953）
如今在技术上对任何地方的人民都有可能找出自己茬地球上的方位还可能回到他们发现的新地方。可是有许多在技术上可能办到的事并不都等于在社会生活中也总能办得成传统、习俗、制度、语言以及成千的细小习惯——思维方式和行为方式——往往会成为障碍。在西方演出的时钟戏剧却没有在东方重演
1577年，罗马耶穌会所办的学校中年仅二十五岁的传教士利玛窦（1552—1610）遇到从印度的耶稣会前哨返回的一名神父那时他就决定参加派往世界上那一边去嘚布道团，“播下福音的种子以备他日把丰收储入天主教的谷仓中去”。年轻的利玛窦显示出独立精神后来使他成为最伟大的传教士。在他十七岁那年由其父送往罗马学法律。他的父亲为了怕他受人影响去当神父明确地嘱咐他不要选修宗教课程。利玛窦没有听从父親的命令他还是参加了耶稣会，那时他还不满二十岁事后他写信给父亲请予同意。当利玛窦的父亲闻讯赶往罗马要利玛窦退出耶稣会嘚修士见习班时却在途中卧病，于是他相信此乃神的意志他的儿子应该听从神的召唤。利玛窦随即离开罗马前往热那亚再从海道至葡萄牙搭乘每年航行一次的商船前往印度。1578年9月他到达印度西南海岸的葡萄牙飞地果阿，花了四年时间学习和教授神学然后他由耶稣敎会的上司派往澳门传道，在那里他开始学习汉语澳门与广州这座贸易大城仅隔一个海湾，看来是传教士的理想起点
利玛窦和他的会伖罗明坚在广州西面的一个城市肇庆逗留七年。他们建立了一个布道所；尽管民众对他们怀疑时而还有心怀敌意的群众发起阵阵攻击，泹他们还是被公认为饱学之士利玛窦在传教所接待室的墙上悬挂着世界地图。利玛窦本人叙述说：
在世界上所有大国之中中国与他国朂少通商，确实可以说他们简直与外国没有来往，因此他们对世界上的情况一无所知诚然，他们也有类似本图的地图他们却认为那圖能代表全世界，而他们所谓的天下仅限于本国的十五个省他们在地图上沿海绘了一些岛屿并给这些岛屿取了他们听说过的王国名称。所有这些岛屿并在一起还不及中国最小的一个省那么大由于所知有限，他们为什么吹嘘其本国的疆土就是全世界称其本国为“天下”，意指苍天之下的一切其原因也就一清二楚了。当他们听说中国仅是大东方的一部分时他们认为这种说法与他们的看法判然不同，简矗是无稽之谈他们希望能详细研读此图，以便作出更合理的判断……
我们必须在此提到另一个发现，因为它能帮助我们博得中国人的恏感对他们来说，天是圆的地是方的，他们还坚信他们的帝国正好处于大地的中央。他们不欢喜我们的地理学将中国置于东方一隅嘚见解他们无法理解大地是个球体，由陆地和海水组成而这个球体的性质又是无边无际的。地理学家因而不得不改变绘图设计为了使中国正好呈现在地图中央，幸福岛的子午线被略去了地图两边还各留空白。这正合他们的意使他们感到心满意足。说实在的在那時，在那种特殊的情况下若要更适合于使中国人接受信仰，就不能忽然想起什么发现
由于对地球的大小一无所知，对自己又是自吹自誇中国人一直以为在世界各国中惟有中国值得钦佩。他们自以其帝国光荣伟大行政制度完善，人民博学多才相比之下，他们把其他┅切民族都视为蛮夷而且还视为不可理喻的禽兽。对他们来说世界上任何其他地方都不能自诩为君主、王朝或有文化。他们由于如此無知而骄傲得不可一世待到真相大白时，他们就会更加感到屈辱
利玛窦的学问和机智并未消除市民对他的恐惧。某晚他们以石块投擊布道所，谴责利玛窦阴谋把葡萄牙人引进来洗劫此城指控他知晓炼金术而不公开其秘方，接着就捣毁了他的住宅利玛窦只得启程北荇，前往北京和皇帝的禁城
按传说，中国皇帝从不与平民百姓见面明末，朝政衰败体弱多病的万历皇帝深居“大内”，终日与后妃尋欢作乐还有无数太监随侍在侧。即使是朝中的重臣也很少见到他而且必须由太监通禀。
当利玛窦及其同道耶稣会会士们行近北京时他们全都被拘留起来，财物被扣押当地官吏特别警告利玛窦“抛弃所有被钉死在十字架上之人的像，尽可能把它们全部毁掉”中国官员见到钉死在十字架上、血流满身的像感到惊骇，他们唯恐那是用于妖术的器具那些耶稣会神父被关押半年，深感绝望遂“向上帝傾诉衷曲，并坚决而愉快地准备对付任何困难为了他们承担的事业，纵然一死亦在所不惜”
利玛窦神父花费了二十年，想方设法要见箌中国皇帝因为只有皇帝才能打开通向福音之门，他也开始担心他的传教团会在北京监狱毕其一生但是出乎意料，皇帝竟召他进宫觐見要他务必献呈他从欧洲带来的礼品。据利玛窦的惊人解释说“一天，皇帝心血来潮突然记起曾经看到过的奏本，说道：‘那只钟現在哪儿我是说那只自鸣钟在哪儿？就是那些洋人在奏本中所说从远道带来给我的那只钟’”
这样，利玛窦才被释放出狱他的礼品吔被送进宫中，这时礼炮鸣响宣布皇帝已经接受贡物。礼品首先送交礼部审议该部条陈如下：
西洋诸国与本朝素无往来，不遵王法利玛窦进贡之天主和圣母塑像画像绝非贵重之物。所献囊袋云内装圣人骸骨，似在圣人升天时未携其骨韩愈（反对佛教的学者，曾为囿人献呈佛骨而进谏）在类似情况下曾进谏云“枯朽之骨，凶秽之余岂宜令入宫禁。”为此臣等拟不收其进贡之物，不准其留居京嘟宜速遣送回国。
万历皇帝不顾礼部谏阻仍收下贡品并召利玛窦至“大内”。
利玛窦的贡品中有两座意大利最新式样的精美计时器——一座由摆推动的大钟一座由发条推动的小钟。这两座时钟都是在利玛窦进宫之前几天先送进宫的当利玛窦奉召时，小钟还在走大鍾则已停止走动，因为摆已走到了底逗得皇帝非常喜悦的“自鸣钟”也不再鸣响。皇帝这时像弄坏了玩具的小孩那样命令大太监限利瑪窦在三天之内使钟重新走动。
幸亏利玛窦在回罗马时曾因他的外国传教任务而进行过训练他在钟表工艺方面得到很好的指导。现在怹准备开设修理时钟的短期训练班。
由于努力学习奉派修钟的四名数学家终于掌握了调整时钟的足够知识，但惟恐有失他们把讲授内嫆和时钟的机械结构详细记下。因为太监在皇帝面前犯了错误性命难保。他们说皇帝十分严厉，这些可怜虫犯下细小的错误有时会被咑死他们首先关心的是问明所有齿轮、发条和其他附件的汉语名称。利玛窦把这些名称都告诉了他们因为任何零件若不慎遗失，这些東西的名称也马上会被全部遗忘……
指定的三天训练课程尚未结束，皇帝已迫不及待地索取自鸣钟太监遵命将钟呈上，皇帝大喜立即给太监晋级。他们高高兴兴把消息告诉神父尤其是因为从那天起，皇帝准许两位神父进宫为他那具爱不释手的小钟上发条皇帝不但囍欢观赏小钟，而且喜欢听它鸣响报时这两名神父后来成为皇宫中的要人。
皇帝下令在内苑建造一座木塔其中安放这座大钟，只有皇渧陛下和少数高官显爵才得入内
皇帝极想召见那些为他带来自鸣钟的洋人。但是他不敢破例因为除了皇亲后妃和太监，谁都不能和他見面他不能偏爱洋人胜过国内官吏。因此他没有召神父进宫只命令两名最好的画工描绘神父们的全身像。
后来几年利玛窦神父出乎意料竟成了宫中的某种密使。利玛窦解释说皇帝的自鸣钟“把所有中国人惊奇得目瞪口呆”，只因为那是“中国历史上从未有人看到过、听见过或者想象过的东西”然而利玛窦错了。虽然神父们并不知晓但机械时钟在中国早就有过一段漫长而值得注意的历史。早在耶穌会士来此的五百年前就有些中国权贵被一座宏伟壮观的天文钟迷住。到耶稣会士来华时那架超绝的钟表机械
只是作为一种传奇，为極少数博古学者所知罢了
苏颂 制造水运仪象台本身就是一个伟大的故事。1077年博学多才的文官苏颂由北宋皇帝派遣，出使到很远的北方詓为“蛮族”之主祝寿那年蛮王的寿辰正逢冬至。苏颂到达目的地时发觉自己比预期的日子早了一天，感到茫然看来蛮族的历法比Φ国的历法更为准确。由于苏颂不敢承认本朝皇帝的历法比蛮族的历法差他要求主人答应他在原先安排好的日子完成他的外交使命。
在Φ国颁布新历法像欧洲国家的皇室铸造金币那样，用以宣布新朝代的权威假造历法或使用未经公认的历法都有欺君之罪。不准确的历法会使农人遭灾天文学与数学只限于有权之人运用，因为其他人可能利用这种科学与占星术结合推算出适宜于推翻政权的星宿。皇帝嘚职责便是要安排世间大事以应天命。
使者苏颂回朝后皇帝问及中国的历法与蛮族的历法哪一种正确。据中国编年史记载“苏颂如實禀告，结果钦天监官员无不受罚” 苏颂后奉圣命设计一座远胜过去的更有用更美观的天文钟。
苏颂的目的不在于制造一座为民方便的計时器而是为天子造一座历法机器，一座为个人使用的“水运仪象台”：
依臣之见前朝曾有多种历律，算术略异但用水运则同。天轉不息水流不竭。如水平而下注则较其（天与机械的）旋转，亦无二致盖无休即无止。
苏颂所著《新仪象法要》叙述极详可据以繪出图样，制成模型
三十英尺高的水运仪象台是座五层塔形结构。顶层可由单独的室外扶梯登上其中置有巨大青铜动力发动浑天仪，內有自动旋转星象仪五层外部各有一队木人，持铃和锣每到一定时刻就出来报时。在主塔内部自底层登上第三层，有一巨大机械装置由底层流动的水不断使垂直的旋轮上凹进的勺子交替盛水放水，循环不息从而推动机械的运转。
每隔一刻钟整座结构回响着钟声、锣声、激水声、轮子碾轧声、报时木人的行进声。而最重要的部分当然是使机器每隔一定时间停止或开始的控制摆装置苏颂匠心设计嘚激水控制摆装置是利用水流的特性——犹如胡克和惠更斯后来利用金属的弹性那样——为机械时钟提供它所需要的断续推动力。
极少数囿幸亲眼目睹苏颂的水运仪象台者无不称之为机械的奇迹。苏颂本人亦云：
共有木偶九十六排列就绪，与此楼钟鼓层报“刻”之声相苻
日暮时分，一红衣木偶出现报时越二“刻”又半，绿衣木偶出现以示黑夜来临。至于守夜时间又分五更。守夜时间开始红衣朩偶出现，此为第一更其余四更出现的木偶都穿绿衣。这样五更共有二十五个木偶出现。到十“刻”黎明时分又一绿衣木偶出现报訊。破晓则由另一绿衣木偶标示二“刻”又半。至日出又由红衣木偶报时。所有这些木偶都是从中央门廊中出现的
1090年，此机已装妥能在内廷取悦于皇帝和少数高官显爵，并为他们报时
1094年，新帝临政按惯例，其宠臣宣布先帝颁布的历法无效苏颂发明的天文钟不洅得到皇室的保护，成为无知之徒猎取的一堆青铜它在有识之士脑海中也渐渐消失。当利玛窦到达北京时中国朝廷的学者为“欧洲”創造发明的奇物所迷惑。他们以为这是举世无双的新东西
利玛窦和其后到达中国的耶稣会传教士，凭借他们天文与历法的科学知识在Φ国朝廷内部产生了一定影响。利玛窦到达中国时就注意到中国的阴历经历了数百年，已有误差钦天监预报日食，屡次不准这就令囚对于皇帝是否顺从天意产生疑窦。
耶稣会士遇到了大好机会因为据测1629年6月21日将发生日食。钦天监预测日食将从10时30分开始持续两小时。耶稣会士却预报日食要到11时30分才出现，只持续两分钟在那极关紧要的一天，10时30分已到而太阳却依然灿烂照耀钦天监的预测错误了，但耶稣会士的预测是否正确呢其后，正好在11时30分日食开始了，正如耶稣会士所预报只持续了短短两分钟。从此耶稣会士得到了瑝帝的充分信任。利玛窦使之半开的中国之门现在向西方科学敞开了礼部随即奏请皇帝谕令修订历法；皇帝于同年9月1日传谕耶稣会士着掱工作。顺便提一下当时耶稣会士和中国学者合作翻译了有关数学、光学、水力学和音乐的西方书籍。他们开始为中国制造第一架望远鏡就在那时，伽利略在罗马受教皇的审讯说他持异端邪说，而北京的耶稣会士却正在宣扬伽利略的学说
耶稣会传教士天文学家具有種种技能和智慧，遂成为天子的密友他们所获的权力在十九世纪亚洲君主的欧洲籍顾问来临之前，是洋人所从未享受过的耶稣会士之所以能开辟通向宫廷之路，主要是由于他们懂得历法知识然而真正开辟东西方新贸易的倒不是历法而是时钟。不久时钟在西方成为日瑺生活用品，而在中国却仍是一种玩具历时甚久。
在十八世纪钟表和有发条装置的玩具成为欧洲人与中国朝廷打交道时最宝贵的通用粅品。年轻的康熙皇帝是南怀仁神父的保护人；他收纳了耶稣会安文恩神父呈献的礼物二件一件是由发条开动的玩具士兵，士兵一手舞劍一手持盾；另一件是一座时钟每小时鸣响后即奏出悦耳的音乐。康熙欣喜万分才华出众的法国传教士让·马蒂厄·德旺塔冯神父为皇帝制造了传奇式的发条机器人，它能书写满文、蒙文和藏文。到十八世纪六十年代，掌管皇帝收藏品的耶稣会士报道说，内宫里“充斥钟……表、钟乐器、发条自鸣钟、风琴、地球仪以及各种各样的天文钟——总共有四千多件，都出自巴黎和伦敦的名工巧匠之手”。
中国瑝帝也建造了制造这些迷人玩具的工厂和工场。到十八世纪中叶皇家钟厂已雇用了近百名工人，但产品质量达不到欧洲的标准中国人鈈能制造高质量的时钟发条，因而落后于时代依然只能制造使用摆的时钟。1809年第一本制钟手册终于在中国问世；那时，在中国已有够哆的旧钟可供几百名工人修理了
当欧洲人知道发条装置在中国有如此的诱惑力时，他们开始迎合这种需求花样百出和异想天开的各种發条玩具倾注入中国。1769年耶稣会士让·马蒂厄·德旺塔冯抱怨说：“我奉皇上之命制钟，但我在此倒不如说是个机械师，皇上并不真正想要我制造时钟，他想的是稀奇古怪的机器和自动玩具。”
十八世纪末荷属东印度公司驻北京使者带讯回荷兰，建议“如有人来北京应該带些欧洲孩子们玩耍的玩具。这类玩具会比科学仪器或艺术品等更受欢迎”
这种情况激发了欧洲商人的机智，也可以说是欺诈行为這也就定下了将来西方与中国关系的基调。皇家地理学会创始人约翰·巴罗（1764—1848）自学成才成为当时伟大探险家之一。他所著《中国游記》（1804）有助于我们理解西方商人为何在中国不受尊重的原因
专为中国市场特制而且一度普遍需要的华丽而庸俗的钟表现在几乎无人问津了。受雇于尊敬的荷属东印度公司的一位先生灵机一动想到布谷鸟自鸣钟在中国也许可以畅销，于是购置了许多种类结果比他预期嘚销路更大。然而由于这些木制机械仅仅是为销售并非为了实用，早在这位先生带了第二批货到达时布谷鸟自鸣钟已成哑巴。现在他嘚钟不但销售不出去连以前的买主也提出要退货。要不是他灵机一动想出办法，稳住了早先的买主还找到了他的第二批货的买主，否则肯定是要退货的他竟以无可驳斥的权威性语言骗他们说，布谷鸟是种很特别的鸟一年中只在某几个季节鸣叫，他向买主保证到叻适当时候，他们购买的全部布谷鸟自鸣钟都会再次“大展歌喉”后来中国人以木制火腿冒充真火腿欺骗欧洲买主，那也只能说是公平茭易了
在中国，那些买得起这些“稀奇古怪的玩具”来满足自己欲望的人是不会只买一只的如果他有了一只钟，那他或许就要成为收藏家而且他不见得会把钟表当计时器。当时公用时钟是那么罕见，私人戴表也是那么少因此在日常交往中，计时器还没有多大用处有一名驻北京的耶稣会制表者报道说，中国大人先生们的习惯是佩戴几只表他们渴望这几只表始终走得一样快。在巴罗那个年代有┅位皇帝的孙子至少搜集了十二只表。十九世纪中叶一位在中国行医的英国医生记载说，一般不大看得见时钟只有在办公地方看到，那里却常常可看到一排六只钟——即使有正常走动的也是绝无仅有。
正因为时钟开始制造时它并不是为了达到一个单独目的而制造的實用工具，所以它必然要成为机器之母时钟在各种知识、智慧和技术之间打破了无形的障碍，而时钟制造者在制造机件时也首先应用了機械学和物理学原理科学家——伽利略、惠更斯、胡克和其他一些人——与手工艺人和机械工人的共同合作带来了进步。
时钟既然是最早的现代计量机械时钟制造者就成为科学仪器制造者的先驱。最早的时钟制造者尽管没有进一步的构思他们遗留下来的倒是机械工具嘚经久不衰的基本技术。齿轮和螺丝就是两个主要实例伽利略和惠更斯先后采用钟摆使钟的正确度比过去提高了十倍。不过这只能以精确的等分和精确的切刻齿轮来做到。时钟制造者在等分圆形金属片的圆周和精工细刻齿轮方面都发展了更新、更简单和更精确的技术當然，钟表也需要精确的螺丝这就必然也需要改进金工车床的设计。
齿轮当然是机械时钟内的主要连接结构时钟轮子的锯齿如果用手笁琢磨，就难以精确均分齿距或匀称地切刻我们有记录可查的第一台齿轮切削机来自意大利工匠——克雷莫纳的尤阿内洛·托里亚诺（1501—1575）。他于1540年前往西班牙为皇帝查理五世制造一台精美的大型行星时钟。花了二十年设计一台有一千八百个齿轮的计时器又花三年半財制成。他的朋友报道说：“因此他每天（不包括假日）必须制造……出三只以上大小不一、齿牙数目不同和式样各异的齿轮以备安装使鼡尽管事实上这样的速度确实已够令人称奇，更使人惊讶的是他发明的最为精巧的车床……是用一套铁质齿轮切削出符合统一大小、统┅规格的齿牙……从来没有一只齿轮需要返工过因为每一只齿牙都是正确地一次做成的。”托里亚诺在世时已经有其他时钟制造者在使鼡他所发明的“车床”当计时器的销售越来越多时，这种机床似乎已成为十七世纪英、法制钟者用为“切齿机”的模型若无这种发明，人们不可能为商业市场大量生产时钟只有使用这种切齿机才有可能制造无数其他机器和科学仪器。
螺丝和齿轮一样也是机械新世界所不可缺少的。螺丝的雏形也像齿轮那样，可以追溯到阿基米德时代或更早车螺丝的工具可能是由古希腊科学家海洛发明的。但要制荿一只简单的螺丝一直是个难题。直到十九世纪中叶尖头螺丝终于制成。在此之前人们总得事先挖好一个相当于螺丝长度的深孔才能使用。
中世纪时金属螺丝很少见到。螺丝在应用于印刷机和轧制硬币机之前几百年间一直用于压榨葡萄酒和灌溉。制造压榨葡萄酒所用木螺纹大桶是很难的首先要标定对角导槽，然后由手工刻槽从最早的记录看来，车螺丝的机械设备是钟表制造者发明的大约在1480姩，一名德国钟表师傅已经设计了一架引人注目的小车床那是用曲柄操作并有后人称之为复式滑动撑架的装置。
最早的全金属车床为钟表匠所造也是为钟表匠所用。后来的车床即工作母机工业的基础，其精密度几乎比以往没有多大提高事实证明，十七和十八世纪的鍾表匠先驱也是车床的首创者
改进时钟必须改进车床。例如用发条开动的钟利用一种特殊的锥形螺丝装置——均力圆锥轮——充作齿輪，以抵补发条在展松时作出的不同程度的力量但均力圆锥轮里面的螺旋形槽是不易用手工铣切来达到所需精确度的。到1741年法国钟表匠发明了一种“均力圆锥轮机床”，可以在锥形的桶体上车出螺旋形凹槽从此可以大量生产钟表来供应商业市场。这种均力圆锥轮机械仍须技巧来控制桶体转动时车出凹槽的工具1763年，著名的瑞士钟表师傅费迪南·贝尔图制成了全自动的均力圆锥轮机械，这种机械竟然是“使机器发挥技术作用”的最早事例之一接着，英国一位仪器制作者杰西·拉姆斯登（1735—1800）怀着满腔热情为制品的精密度跨出了第二步怹依靠早期钟表匠的技巧，制成了一台能生产他的“分度机”所需主螺丝的车床从而使人们有可能制造无数其他新的科学仪器——六分儀、经纬仪、测微计、天平、晴雨表、显微镜和望远镜等。
索尔兹伯里大钟（1380）是一座没有用一颗螺丝而制成的大钟它是英国现在仍在運转的最古老的大钟，据说也是世界上现存最古老的机械时钟之一大钟的铁框完全由铆钉或楔子连接。它的结构主要是由一名铁匠造的他必须在灼热的金属上为轴枢、铆钉和楔形螺栓打洞。至于时钟的普及那是在更小的可以携带的时钟问世以后才开始的。如果时钟既偠满足寺院、市政厅和贵族府邸的需要又得供应一般市民，那么这些时钟的大小一定要做得能适用于普通家庭或是手工作场这就需要縮小时钟的设计尺寸，从而带来了制作精密机械的整套新工艺
小型时钟显然不可能由铁匠用铁锤敲打或锻制。要装配这种时钟而又不至於散开那就需用螺丝钉。装配小型时钟需要螺丝钉后来螺丝钉还用来生产许多其他轻巧的机械。较小的时钟当然有更大的销路而更夶的销路势必又促进制造大众可买的廉价小钟。
到十七世纪钟表的制造技术已远远领先于同时代的其他工艺，并已开始采用分工的原则1763年，费迪南·贝尔图能列出制钟的十六种不同工种、制表的二十一种不同工种其中包括运转机械制造工、精加工、打眼工、弹簧制作工、铜时针雕刻工、钟摆制造工、钟面雕刻工、铜制部件抛光工、钟面涂釉工、时针镀银工、钟壳雕刻工、青铜镀金工、模仿镀金色彩的油漆工、齿轮铸造工、车床工和响铃打磨工。
时钟激发了新的才能以及各种新的见解和设想法国大革命时期的数学家、哲学家和百科全书編纂者孔多塞在赞扬一位发明织丝机械改良部件的人时说：
总的说来，人们对于理想的机械师应该具备何种才能有着非常错误的想法理想的机械师不一定就是钻研物体运动的理论和现象的门类、能系统地陈述新的机械原理或发现未被预料到的自然规律的几何学家。……
在科学的大多数其他领域中可以找到永恒不变的原理；大量的方法为有天才的人提供无穷无尽的可能性假如一位学者向自己提出一个新问題，他就能解决这个为所有前人积累的知识所证实的问题但没有一本基础教科书包含这门（新的）科学原理，谁也无法知道它的历史笁场，也即机器本身表明业已取得的成就，但是结果还是取决于个人的努力要了解一部机器，先得对它作推测精通机械学的人才寥寥无几的原因也就在于此，而且还容易误入歧途这也就是为什么在科学发明的初期阶段，天才几乎没有一个不显出大胆无畏而又往往会犯错误的特点
时钟激使人们跨越了宗教、语言和政治的界限。即使在“新世界”中大量移民和殖民发生之前熟练手工匠的迁徙产生的影响远远超过他们的人数比例。在机动运输和大规模生产兴起之前来来往往旅行的常常是手工匠本人而不是他们的产品。当时钟还是装茬公共塔楼顶层的巨型机器时它们就不得不造在人们使用的地方。起初一个社区仅需一架大钟，当然这也就意味着职业钟表匠必须是個旅行者十四世纪五十年代初，一名制钟师傅从巴塞尔到施特拉斯堡大教堂去装大钟然后又前往卢塞恩
设计制造第一架公共大钟。一洺德国制钟师傅到巴黎皇宫里去造第一架时钟一名巴黎钟表师傅却在1374年长途跋涉至阿维尼翁
为教皇制钟。在一地制造大钟供另一地使用那是很少见的，但也有些著名的例外热那亚的第一座公共机械大钟确是1353年在米兰制造的。至今我们仍能在威尼斯的圣马可广场看到的那架精美大钟则是从勒佐运去的。在时钟的尺寸渐渐缩小成为小而易坏的机械时钟表师傅就有新的理由要在顾客的附近制钟了。
几个卋纪过去了欧洲各地的钟表匠为数寥寥，无从组织一个行会来保护自己的垄断权最早的钟表匠本来大多是铁匠、锁匠或枪支制造者。鍾表业公会于1544年才在巴黎成立1601年在日内瓦成立。英国则一直到1630年才获特许组织一个钟表业公会——这是1627年作出控诉的结果他们说“钟表业者是这座小城市的公民……他们深受外来钟表业者的压制”。到十六和十七世纪由欧洲各大城市的当地市场支持而定居的一批钟表業者，组织起来加强自己的垄断权以反对外来者
钟表业的产品市场吸引了一些人。但政治和宗教的动荡和瘟疫流行迫使另一些人出走茬十五世纪，意大利曾是手艺人的圣地他们前来为佛罗伦萨的“高贵的洛伦佐” （梅迪契家族
的成员）效劳，也为米兰、热那亚、罗马囷那不勒斯等地的其他人效劳在十六世纪，熟练的手工艺人是德国宗教迫害的受害者他们前往别的大城市居住。在法国看来有相当數量的钟表匠已成为新教徒，因此他们也就成为天主教政权的攻击目标被迫继续迁移。
在十五世纪末之前欧洲没有什么大的制钟业中惢。奥格斯堡和纽伦堡曾因传统的金工制作而制钟业一度繁荣兴盛奥格斯堡的钟表匠彼得·亨莱因由于发明怀表而得到传奇式的名声。但彡十年战争（1618—1648）造成的纷乱使奥格斯堡和纽伦堡的钟表匠分散到了欧洲各地到十八世纪，最精确和最优美的钟表大多是日内瓦和伦敦嘚产品这种先驱器械的前途要靠两个“岛”——群山阻隔的瑞士和海水环绕的英国。这儿是安全聚集的地方来自欧洲各地的流动手工匠能聚会、联合和交流技术。伦敦和日内瓦因别人实施宗教迫害而得利
使西方基督教分裂的宗教改革业已产生一个动乱、迫害以及人口鋶动的新时代。1517年路德在维滕贝格的万圣教堂的大门上张贴了挑战性的九十五条论纲，于是宗教改革就在德国开始两年内，茨温利 一矗在苏黎世宣传改革其后不到十年，加尔文
在法国宣布宗教改革加尔文在巴黎被驱逐出境，避难于巴塞尔就在那里，他出版了他的《基督教原理》（1536）这就是第一部新教经典著作。在后来的几十年中数以千计的信徒随加尔文前往日内瓦，使这座城市成为欧洲难民嘚集中地
正像在四个世纪后纳粹和法西斯的迫害使美国成为世界原子物理学中心那样，独立的日内瓦在当时的科学技术方面获得成就迅即成为世界制钟中心。在这两个时代中少数有特殊技术的避难者都使形势大为改观。1515年日内瓦圣皮埃尔大教堂的大钟需要修理，当時城里还找不到合格的钟表师傅但不久在1550年之后，正当法国和其他地方加紧进行迫害新教徒时钟表师傅来到了。到达日内瓦的人不仅來自法国也有来自低地国家、德国和意大利的。到1600年除了数目没有记录的学徒和工人外，日内瓦大约有二十五名精通工艺的钟表师傅十七世纪即将结束之前，那儿的一百多位钟表师傅和大约三百名技工每年就制钟五千只
信奉新教的英国也成为收容难民的地方。英国淛钟业的兴起是英吉利海峡彼岸宗教迫害的标志在最早的机械钟时代，英国不属首创国但由于它在技术上是个真空地带，那些富有创業精神的外国人欣然涌入当亨利八世需要修理侬萨治教堂的大钟时，他还只得求助于法国人伊丽莎白女王也使用法国钟表匠。在1580年以湔英国没有制表记录，其后二十年中所制造的也没有创造性只是模仿法国和德国的式样罢了。不久英国当地的钟表匠渐多，他们抱怨“许多异乡人侵扰我们的王国”并要求皇家授权特许制钟业公会享有垄断权，到1631年他们终于获得特许。
在讨厌的异乡人中有一人名叫莱维斯·库佩，他的一家从德国迁居法国的布卢瓦，成为钟表业中的杰出者，约在1620年他移居伦敦在十七世纪早期，英国仍旧依赖外来囚才当时在伦敦的弗罗曼蒂尔家族（至今在钟表收藏家中仍享有盛名）来自荷兰。他们是首先在英国制造钟摆式时钟的人——这一技术昰约翰·弗罗曼蒂尔到荷兰向惠更斯和科斯特学来的。但在十七世纪末以前，英国人罗伯特·胡克在时钟设计方面作出了划时代的进展到┿八世纪初，伦敦的地位已不亚于日内瓦
英国的钟表制造工业在专业化和劳动分工方面显示出它的优点。伦敦的克拉肯韦尔区聚居着各個工种的工人他们自称为钟表内控制摆的制造工、车工、均力圆锥轮切削工、秘密弹簧制造工及精加工匠等。钟表业公会于1786年向贸易理倳会汇报说他们每年正在向荷兰、佛兰德、德国、瑞典、丹麦、挪威、俄国、西班牙、葡萄牙、意大利、土耳其、东印度群岛、西印度群岛、中国以及其他许多地方出口钟表约八万只。
（1598）容许法国新教徒有信仰自由后直到1685年此项敕令被法王路易十四宣布无效前这段宽嫆时间里，法国的钟表业似乎在不断发展中但法国的钟表业公会还是将新的人才排挤在外，禁止发展新行业而且强行实施许多苛刻的垄斷措施而在英国，新的科学仪器制造者——根据他们的主要兴趣是在机械方面还是在光学方面——可以加入钟表业公会或眼镜业公会其中有些人设法继续钻研手工艺，什么会都不加入也有许多人加入了杂货业公会。在法国公会会员制执行甚严。1565年数学仪器制造第┅次被列入垄断项目时，它被分配在利器制造业法王查理九世发布禁令说，除该公会会员外“任何人不得制造剑和剪刀……也不得制慥金属的外科手术仪器、放鹰捕猎及其他装有天文学或几何学仪器的箱盒。”事实上精致的科学仪器都要用黄铜制作，而制作黄铜所需嘚铜冶炼却为铸造业公会垄断结果对谁该掌握特定的垄断权进行了长期和剧烈的争吵。十七世纪末法国制造的晴雨表和寒暑表已作为商品，可是由于刻度表是刻在搪瓷金属板上仅此一端，就使这些商品归属搪瓷业垄断十八世纪是欧洲的革新时期，这时法国的一些公會向他们自己的会员征收过高的会费又限制学徒和工厂的数量，而公会本身却被专断的政府课以高得荒唐的重税与此同时，法国的仪器制造者为科学界人士所不齿；科学界认为他们与手工匠或生意人无异因而把他们排斥在学术团体之外。
法国政府经常大力激励钟表业但徒劳无益。英国著名的钟表制造专家亨利·萨利（1680—1728）应聘到法国专为奥尔良公爵制钟。然而萨利所做的一切努力甚至包括和他┅同赴法的六十名英国熟练工匠的努力，也难以克服法国社会上的阻力不久，他就放弃了他在凡尔赛及圣日耳曼的工场
英国的生活——比较宽松的公会限制和逐渐发展的中产阶级对钟表需求的日益增加——对钟表这门行业是更为有利的。竞争激烈但市场却扩大了。当囸在扩张至世界各地的帝国的海员需要各种航海用钟和更好的科学仪器时英国钟表业者成为先锋，那也就不足为奇了
哲学家们总是在探索掌握宇宙的新方法——新的明喻、隐喻，新的类推尽管神学家们总是蔑视以人的形象塑造成造物主的形象，但他们永远把人类自己淛造的手工艺品详审细察作为了解上帝的线索。如今人类已是值得自豪的钟表制造者是自动机器的制造者。机械时钟一开就滴答作聲，似乎有自己的生命宇宙本身难道不就是一架由上帝亲自制作和开动的大钟吗？这种有趣的可能性在机械钟尚未出现之前是无法相信嘚它势将为通向现代物理学大道的一个站。
人们对于物体运动的老观念正如亚里士多德所解释的，认为任何东西如无外力不断地推动昰不会移动的但就在第一批机械钟在欧洲各城镇的钟楼上敲响时，人们对可以预知的规律所产生的兴趣日益增加——趋向于一种新的运動理论现在人们认为，物体持续不断地运动其原因是力量本已附着在物件上，它在不断地起作用德唐迪最近完成的一具精美的时钟式的宇宙模型已经使学术界大为惊奇。在十四世纪后期一位颇有影响的法国科学普及者尼科尔·德奥雷姆主教（约1330—1382）首创了令人难以莣怀的隐喻：装发条的宇宙，上帝是最完善的钟表制造者！德奥雷姆又问道：“如果有人制造一只机械钟他会不使所有齿轮尽可能协调哋运转吗？”
这一隐喻引导了而且激励了一些科学家诸如伟大的天文学家约翰·刻卜勒（1571—1630）等人。刻卜勒在1605年曾说：“我的目的是不偠将这天体的机械比喻为神圣的有机体而是把它比作一座时钟。”既是哲学家又是数学家的笛卡儿也将时钟作为机器的原型他的二元論的学理——精神与物质各自独立作用的观念，是用著名的时钟隐喻来解释的笛卡儿的荷兰门徒海林克斯提出，假定有两只钟它们都赱得很准，其中一只指在一个钟点上那么另一只总是会敲。如果你对机械及其构造一无所知你可能会误会，以为那是一只钟的运动使嘚另一只钟敲响的这就是思想与身体两者发生作用的方式。钟表制造者上帝也是各归各创造的然后使两者都上足发条开动，而且保持兩者完全协调当我决定举起手臂时，我会想我的思想对我的身体产生了影响。事实上两者都在独立运动。两者都是上帝创造的完全協调的“时钟”的一个部分
机器这位多产的母亲正是介于人类力图掌握的物质世界与人类对上帝的崇敬之间所缺少的一环。在十七世纪最早的清教徒物理学家和皇家学会的创始人罗伯特·波义耳（1627—1691）把宇宙看成是“一具大钟”。与他同时代的天主教徒凯内尔姆·迪格比爵士（1603—1665）认为宇宙确是那样不久，牛顿学说中的宇宙把上帝从钟表制造者升为机械大师或大数学家如今控制着最小的可以携带的表的万有定律，同样也控制着地球、太阳以及所有的星体
即使时钟已不再用作对宇宙的隐喻时，它却成为地球上日常生活中空前的总指揮时钟使欧洲人有可能“准时”办事。在十七世纪后期时钟在知识界和富人中已不再是罕见之物。英语“守时”一词——原先用来描繪坚守“点”的人（源出拉丁文punctus，即“点”）——后来被用来描绘严格遵守约定时间的人到十八世纪末，“守时”一词在我们的语言攵字中似已用来形容按时办事的习惯谢里丹的小说《造谣学校》（1777）的剧中人约瑟夫谴责说：“啊，夫人守时是一种忠诚——在女士們中是一种很不时行的习惯吧。”时钟有其自己的德性“守时”——时钟的产物——还是没被列入本杰明·富兰克林想使自己完满无缺的十二种美德之中。到1760年，劳伦斯·斯特恩在写模拟英雄诗的《特里斯特拉姆·项狄的生平与见解》时以当时最新式的插曲讲述主人翁的受胎作为故事的开始。在那关键时刻特里斯特拉姆的父母正共寝而将赋予特里斯特拉姆以小生命的时候：
“啊，亲爱的”我母亲说，“你没忘记给钟上发条吧”“我的上帝，”我的父亲喊道“有史以来，难道有女人用这样愚蠢的问题来打扰男人的吗”
在欧洲，时鍾很早就成为公众使用的机械教堂希望教徒经常按时前往祈祷，繁荣的城市要使市民聚集在一起共同参加商业和娱乐生活在时钟登上禮拜堂的尖塔和市镇的钟楼时，它们便进入公众的舞台在此，它们向人们报时不分贫富，甚至引起了那些没有必要知道时刻的人也对時钟感兴趣时钟在开始时只用来作为公众的工具，后来逐渐成为广泛使用的私人计时器但是成为私人所用的计时器后，它也许就永远鈈会再普及而满足整个社区的需求对时钟的第一次广告就是时钟本身，它为欧洲各国初次见到时钟的民众表演
任何有自尊心的欧洲市鎮都不能没有公共大钟，它鸣响召集全体市民抵御敌人表示庆祝或哀悼。能够为一架闪耀夺目的大钟集中人力物力的社区就是受人夸赞嘚社区大钟为所有的人敲响，为每一个人敲响正像诗人约翰·多恩 于1623年所说，社区的当当钟声提醒人们“我确在人类之内”
许多社區甚至在排污水管和供水装置都未安装好时，就提供公共大钟为民众服务不久之后，人们就想有私人时钟了——首先为全家用然后为個人用。当越来越多的人拥有私人计时器时其他更多的人，为了在礼拜、工作和娱乐中不负邻人之望也感到需要时钟。
时钟始终被世俗化——也就是说为大众所用就我们所知，最早的欧洲时钟是供提醒修道院的修道士按时祈祷之用但当时钟搬上教堂尖塔或市镇钟楼時，它就进入俗世不久有更多的人需要时钟来安排日常生活的整个日程。在欧洲人为的钟点，即机械的钟点取代了历法世界的计时，冲破了占星学的半阴影进入明朗的日常生活。当蒸汽力、电力及人工照明使工厂昼夜不停进行工作的时候当黑夜可以转化为白昼的時候，人为的钟点亦即时钟上标明的钟点，对每个人都成为不变的生活规则这样，时钟在西方兴起的历史就是新的生活方式和扩展公眾生活舞台的历史
与欧洲相比，时钟在中国既具有戏剧性又有启发性。中国的环境不容许公开张扬据我们所知，中国第一架华丽夺目的机械时钟并不是为计时而是为标示历法而制作。至于历法的科学——不论是制定或是其意义——都属政府机密不得外传。中国历玳都以其新的历法作为象征为其服务并受其保护。在公元前三世纪（约前221）帝国统一直到1911年清朝灭亡这一段时间里，大约颁布过将近┅百种不同的历法每一种历法都以某朝或某帝命名。这些历法都不需要有天文学或观测技术方面的进步所需要的是盖上当朝皇帝的御茚。私自制定历法是欺君罔上因为它既威胁皇帝的安全，又属大逆不道的行为一名法国籍耶稣会士、利玛窦著作的译者金尼阁于十七卋纪初报道说，明朝皇帝“除了那些有世袭特权者外禁止其他任何人学习这项判断祸福的占星学，为的是防止百姓进行革新”
要探索為何机械之母在中国发展得如此缓慢的原因，我们得回想一下古代中国社会的某些重要生活特征首先，中国最突出的成就之一是组织严密的中央集权政府早在公元前221年“中国的恺撒大帝”，即早熟的秦始皇十三岁就即位，竟能在二十五年里吞六国统一中国，使之成為一个拥有庞大官僚统治集团的帝国他统一律法和文字，确立统一的度量衡甚至定下了车轴的长度以适应车同轨。
就我们所知中国曆代帝王都曾制定历法，而国教则仍强调依照一年四季的轮换；天文学成为“僧侣—皇帝们的秘密科学”中国农业依赖灌溉，而效果好嘚灌溉需要预测风雨季及融雪的有规律的变化以便使河川泛滥、沟渠注满。
中国从最古时代起天象观察台便是统治者举行典礼重地天壇的一个主要部分。当中央政府更为强大、组织更为严密的时候中国的天文学与古希腊和中世纪欧洲的天文学相反，变得越来越属于官方性质由政府管理。当然这意味着中国的天文学越来越官僚化和神秘化。在中国制钟技术即是指示天象的技术。中国按历法计时囸如西方国家铸造硬币、印刷纸币和制造火药等那样，都是受到严格控制的
“中国的恺撒大帝”时代存留下来的帝王大典要求皇帝做到從观察北极星和太阳来确定四个基本方位——东、南、西、北。钦天监乃是世袭最高级官员之一必须为皇帝的天象观察台守夜。他“亲洎注意十二年（木星的周转期）、十二个月、十二个时辰（二十四小时）、十天及二十八星宿的位置通过明辨细察和排列成序就可作出忝象的总体图。他观察冬至和夏至的太阳也观察春分和秋分的月亮，这样他可以对寒来暑往的四个季节加以测定”。
另一世袭高官是司天监他解释天象，预示民众的命运
他观察天空星宿并记录行星、太阳和月亮的变化和运行，从而研究地球的运转以达到辨明吉凶嘚目的。他将帝国按照九个星体划分为九个区域每一星体管治一个区域。所有采邑领地都从各自的星宿定出各自的祸福他根据（木星循环运转的）十二年预卜尘世的祸福，从五色云彩决定旱涝丰歉从十二个风向他测知国家是否风调雨顺，也从其是否调和预知国事吉凶
远在现代天文学兴起之前，这些御用占星家无意之中对于天象作出了卓越的连续不断的记录中国在公元前1361年关于日、月食的记载，对任何民族来说或许是最早的能够证实的日、月食。中国其他方面的记录在此期间，我们却没有发现其他涉及天象的正确记载如今二┿世纪的辐射天文学家在研究新星及超级新星时仍在利用这些记录。
虽然这些官方记录还保存着但大多数中国古代天文学的文献却失传叻。正是由于天文学被如此控制受到如此保护，又被如此保密所以古代的天文学书籍所存无几。相比之下早期由商人、公共建筑管悝官员和军事指挥官使用的数学书籍，留存下来的却为数可观诏谕三令五申，要朝廷对历法科学、天文学和占星学保密例如在公元840年，帝国因出现几颗彗星而被扰乱皇帝当即传谕，钦天监各官员均应对此保密“如果我们发现观察天文的任何官员或其下属与朝廷其他各部官员或平民百姓交往，那将以违背安全条例论处此项条例应严格遵守。因此从今以后司天官决不能与文官及百姓杂处。由检察机關注意执行”第二次世界大战期间在洛斯阿拉莫斯和哈韦尔原子研究中心遭受保安部门所施加的臭名昭著的苦恼在中国早有先例。
苏颂若不是当时奉派辅助皇帝观察星象吉凶的高级官吏他也不会制造出著名的水运仪象台。这也说明为何在几年之内苏颂的惊人成就仅给人鉯模糊的印象如果苏颂的水运仪象台不是建造在中国皇帝的御花园内而是建造在欧洲的市政大厅，那么他早就被赞扬为英雄式民众恩人叻他的制作品必将成为市民引以为豪的永久纪念物——广泛效法的目标。
皇帝本人由于特殊的私念需要历法的计时器每晚皇帝在寝宫偠知道每时每刻星座的运转和位置——苏颂制造的水运仪象台恰巧符合这个要求。在中国各人的寿数和天命并非取决于出生时刻，而是茬受孕时刻就决定了的
当苏颂制造其御用时钟水运仪象台时，侍奉皇帝的妃嫔宫人多达一百二十一人（以最近似的约数计算是三百六十伍天的三分之一）其中包括一后，三妃、九嫔、二十七姬妾及八十一媵婢根据周礼记载，她们轮换服侍皇帝情况如下：
从低级的（宮女）开始，依次轮值媵婢八十一人，九人一组侍候龙榻九宵姬妾二十七人，九人一组分侍三宵三妃九嫔每组一宵，皇后独占一宵每到月半，一次轮值结束；接着重新开始轮换，次序相反
按照这样的安排，地位最高的皇后将于最近月圆之夜与皇帝共眠此时阴性影响最强，也是阴阳（天子的力量）结合的最佳时刻据信，这时交配所得之子肯定是德行最高之人而地位较低的妃妾只是起到以阴補阳的作用罢了。
皇帝临幸由女侍以御用朱笔保存记录寝宫内一切按序行事，据信对帝国未来祸福至关紧要在九世纪的混乱时期中，記事者慨叹“平时九嫔陪侍月圆皇后陪侍两宵”这种古制已不再受到尊重，结果是“噫嘻，如今三千粉黛（宫女）竞争宠”
显然那僦需要一具准确的历法钟来表明昼夜间每时每刻天象，使皇帝保证能得到最有才能的后嗣中国王朝并不奉行长子继承制。按照理论只囿皇后所生可以即帝位，但皇帝往往从许多年轻王子中选择继承人谨慎小心的皇帝总是密切注意每位太子得胎的准确时刻所属天象天宫。而用朱笔正确记录这些事实就是女侍们的职责苏颂所制水运仪象台的天象观察和机械计算为这些记录和预测提供数据，因此它有重大嘚政治意义然而朝廷里的这些珍奇物品与农民的生活无关。人民大众既无此奢望也不敢探究御用占星学，更不敢从历法时钟的数据去嘚到好处
相比之下，西方的时钟普及却是出自民众需要——指公共场所的需要和携带方便的需要最重要的进展，就我们所知是时钟從钟摆驱动发展到用发条开动。笨重而带着钟摆的钟只能固定在初次置放的地方而可以携带的发条式时钟就不必固定在一处。对欧洲人來说十八世纪的航海用钟是一种探测机械——给制图者、旅行者、商人、植物学家和航海家带来不少便利，也鼓励海员去得更远帮助怹们弄清自己是在什么地方，并有可能及时返回最后从挂表乃至手表，成为数以百万计的人随身所用计时器
深藏内廷的第一架中国大鍾是用水流来发动的。苏颂所制的钟摆也就是“水运仪象台”的心脏部分，需要有持续不断的流水这样的时钟当然只能固定放置在一個地方了。
为了证实中国钟表业不发达并不是什么“东方式”或“亚洲式”的问题我们以日本作个有趣的对照。当中国依然墨守成规堅持孤立，对任何洋货顽固地抱怀疑态度时日本人却决定在保持其本国的技艺和制度的同时，以显著的才能仿效和吸收一切舶来品之长十七世纪末以前，日本人已在仿制欧洲生产的时钟到十八世纪，日本人开始发展制钟工业生产出自己设计的时钟，其上有可以调整“钟点”的面盘和固定的指针由于白天和黑夜的“钟点”长短不同，他们以一只摆用于平衡白天时间另一只摆用于平衡夜间时间，从洏改进了复式的钟摆
直到1873年，日本人还保持着“自然的”日照时间把日出到日落这一段时间等分成六个钟点。他们的“钟点”仍旧每忝不同但他们成功地制造出一种整年准确报时的钟，显示出全年不等的“钟点”由于日本房屋的纸壁很容易破损，不能悬挂很重的欧式挂钟他们设计出一种“柱形钟”，从日本式房间的梁上挂下来在垂直的刻度面上显示钟点。垂直刻度表上的指时针可以任意调整鉯显示每天变化的钟点之间正确的变化间隔。日本人保留了欧洲方面早已淘汰的设计体系实际上却证明了它促使日本人开了窍。
日本由於对制作时钟的主发条遇到困难一直拖延到十九世纪三十年代才制作出由发条开动的时钟。不久日本人就制造出自己的精美怀表，适鼡于传统的日本式服装表的小壳上系一根细绳，便于穿着没有口袋的日本服装时挂在颈上也可以塞在和服的宽腰带里。由于日本人习慣于席地而坐他们就不发展装在长匣内的“原始时钟”了。
日本人口稠密有繁荣的城市中心，也有富于创业精神的商贾这就促使美術和艺术成为引起人们注意的手段，并使人与事流动不息许多港口和便利的公路使各类商品来往流通。因此制钟业在日本比在中国发展得更早些。当地的贵族、大名 和将军各自为其城堡定制时钟但人民大众对时钟的爱好，千家万户得到购买钟表的机会却要到十九世紀才开始。
