时钟发明前的计时方式？

骨头、水、沙子、熏香、蜡烛和石碑曾是人类追踪时间的工具。

现在几点了？如今，只需瞥一眼手机、电脑、平板、电视、手表、时钟或烤箱就能得到答案。原子钟 —— 全球定位系统（GPS）的核心 —— 精度极高，理论上某些型号可运行数十亿年仍保持秒级准确。

古代人虽不追求如此精确的时间刻度，却也开发出五花八门的计时方法。以下 10 种计时方式出现在 13 世纪机械钟发明之前 —— 有些甚至在其后仍被沿用。

观星计时

缺乏精密仪器的早期人类通过观测宇宙来计时。“最古老的计时方式都与仰望天空有关，” 纽约联合学院物理学与天文学副教授、《计时简史：从巨石阵到原子钟的时间标记科学》作者查德・奥泽尔（Chad Orzel）说。

一些恒星如夜空中最亮的天狼星，在计时中具有特殊意义。古埃及人将每年夏天天狼星的重现与尼罗河的年度泛滥关联；古希腊人则把天狼星（大犬座一部分）的回归与一年中最热最潮湿的日子联系起来，由此产生了 “三伏天”（the dog days of summer）的说法。

“星象中蕴含着大量信息，” 奥泽尔说，“这就是为什么数千年来占星术如此重要。”

日历骨

即使石器时代的人类可能已拥有计时工具。在今刚果民主共和国发现的一块约 2 万年前的动物骨头，刻有三排看似计数符号的刻痕。一些专家推测这些标记代表原始阴历，可能被女性用于追踪月经周期；另一些人认为这块 “伊尚戈骨”（Ishango Bone）是数学工具，类似极早期的计算器。

伊尚戈骨并非孤例。更古老的可能用于计时的计数棒包括今南非斯威士兰的 “莱邦博骨” 和今捷克的 “狼骨”。

纪念碑

每年冬至，今爱尔兰的史前遗迹纽格兰奇（Newgrange）中，初升的太阳会将一束光穿过长通道射入原本黑暗的内室。“这是一种极慢的时钟，” 奥泽尔说，“每年只‘滴答’一次。” 但他指出，对新石器时代的农耕社会而言，知晓一年中最短的一天是 “至关重要的信息”。

英国及爱尔兰的巨石阵（Stonehenge）、附近的木阵（Woodhenge）等遗迹同样与至日或分点对齐。事实上，全球各地都有时计纪念碑，包括秘鲁的查基洛遗址、澳大利亚的伍迪扬石环、墨西哥的奇琴伊察、埃及的纳布塔普拉亚和柬埔寨的吴哥窟。

“几乎所有有记录的文明都曾以留下纪念性建筑的方式进行天文计时，” 奥泽尔说。现代建筑也有类似功能：纽约每年都会有 crowds 聚集观看 “曼哈顿悬日”—— 天体物理学家尼尔・德格拉斯・泰森（Neil deGrasse Tyson）创造的术语，指太阳升起或落下时与曼哈顿街道网格对齐的现象。

日晷

大型纪念碑追踪年份，日晷则追踪一天中的时间（也能辅助判断年份）。“制造日晷所需的技术极为基础，” 奥泽尔说，“任何能投下影子的大物件都可作为日晷。”

据信人类用影子计时已有数千年，古埃及提供了最著名的案例。早在公元前 3500 年，埃及方尖碑可能就作为某种影子钟使用。现存最古老的真正日晷（带指针和刻度盘）可追溯至约公元前 1500 年，即埃及人提出 24 小时制后不久。

日晷在古罗马、希腊、迦太基、中国、中东等地均有使用。 elaborate 日晷至今仍是许多公共场所的装饰，花园日晷也颇受欢迎。

水钟

日晷无法在夜间或阴天使用，此时水钟（水以恒定速率从容器流出的计时器）就派上用场。据公元前 16 世纪的一块墓葬铭文记载，一位古埃及宫廷官员声称发明了水钟，随后水钟从那里传播至欧洲和亚洲大部分地区。

一些水钟（又称漏壶，clepsydras）是华丽的艺术品。奥泽尔说，它们 “直到文艺复兴初期都是最先进的计时器”，比早期机械钟更准确 —— 那些机械钟甚至没有分针，直到 17 世纪伽利略仍在使用水钟为运动物体计时。

11 世纪末，中国科学家苏颂研制出水力驱动的 proto-mechanical 天文钟楼，不过它并非严格意义上的漏壶。直到 1656 年荷兰科学家克里斯蒂安・惠更斯（Christiaan Huygens）发明首个摆钟，水钟才被淘汰。摆钟 “真正开启了精准计时的时代，一夜之间革新了这个领域。”

汞钟

由于水的黏度随温度变化，水钟无法始终保持恒定滴速，天冷时水还可能结冰。10 世纪，中国工程师张思训（据称影响了苏颂的工作）用汞代替水制造时钟解决了这一问题 —— 同理，汞后来也被用于温度计。

星盘

对航海民族而言，计时与导航往往密不可分。星盘这种圆盘形工具发明于 2000 多年前，有时被称为 “原始智能手机”，通过测量天体在地平线上的高度来确定纬度和时间（与所有早期导航工具一样，星盘对经度测量帮助不大）。

“到达正确纬度后，再向东或向西航行至目的地，” 弗吉尼亚大学天文学系研究教授、《时间：从地球自转至原子物理》合著者 P・肯尼斯・赛德尔曼（P. Kenneth Seidelmann）描述早期水手的导航方式时说。

中世纪时星盘在欧洲和伊斯兰世界广泛使用，最终被象限仪和六分仪取代。

香钟

至少从 6 世纪起，中国就用香计时，诗人庾肩吾写道：“焚香知夜漏，刻烛验更筹。” 除了等距标记的香棒，中国人还发明了螺旋形香盘和用于燃烧散香粉的 elaborate 图案印模。

香钟也见于日本和韩国，应用场景多样。一位美国外交官曾记载中国农民根据香燃烧时收集的水量收费；香计时还用于皇帝加冕、艺伎馆、船舶，以及提醒病人服药。

当不同香料标记一天中的不同时段，人们仅凭气味就能判断时间。香还能作闹钟：中国一种龙舟设计中，香在指定时间烧断丝线，使两枚铜铃落入盆中。

直到 20 世纪，香棒仍在中国工厂计时制茶，中国煤矿工人也携带香棒测量下井时长。“这些香棒是非常前现代的技术，却以非常现代的方式被使用，” 维拉诺瓦大学历史学副教授、《茶战：中印资本主义史》作者安德鲁・刘（Andrew Liu）说，这与 “同时期伦敦的秒表” 颇为相似。

蜡烛钟

如庾肩吾的诗所示，中国人还发明了蜡烛钟，其他文明亦然。9 世纪的英格兰，阿尔弗雷德大帝据称定制了 “六烛钟” 规划日程，每支蜡烛设计为燃烧约 4 小时。“原理与香相同，” 刘说，“火以稳定速率燃烧，因此我们能可靠地用蜡烛或香来测量时间。”

像灯芯或导火索一样燃烧的打结绳索是另一种与火相关的计时工具。据说中国信使将其夹在脚趾间点燃后入睡，当燃烧的绳索触及皮肤时就会惊醒。

沙漏

作为棋盘游戏的常见元素，沙漏（沙子或其他细颗粒通过窄口从一个腔室漏到另一个腔室）是 “相当晚的发明”，奥泽尔说。他解释道，将沙子密封在玻璃中且不结块并非易事，“关键是要防止水分进入，避免沙子在数月内结成硬块。”

1338 年之前没有沙漏的文献证据，该年它出现在一幅意大利壁画中。相比之下，已知最早的重锤驱动机械钟可追溯至 1283 年的英格兰。但由于早期机械钟无法在海上使用，数百年来沙漏一直是船舶上的重要工具。