中国近段时间计量探索

在切入正题之前，先来界定一下本文中“近代”所指的时限。按照我国历史学 界惯常的历史阶段划分方法，中国近代史一般认为从 1840 年鸦片战争起算，终点则 被划定在 1919 年的五四运动，与此相应的是，1919 年到 1949 年中华人民共和国成 立这 30 年则被称作“现代”。但近些年来，史学界大多也把这 30 年归入到了中国近 代史的范畴之内。在国际上，一个比较得到公认的说法是把从约 1500 年到 1800 年 前后的这一时段称作“近代早期”(early modern period)，大约对应于从地理大发现 到拿破仑战争的时间段。 由于本文的主要关注对象是时间计量科技，而自明代始，中国在这一方面就开 始受到欧洲文明的影响，故此本文将综合考虑以往学界对世界近代史与中国近代史 的划分，采用一个最宽泛的“近代”定义，取以上各家观点的并集。“近代”在本文 中将指从 16 世纪始至 1949 年的时段。当然，本文所关注史实的重心仍在 1840 年至 1949 年之间的这一时段。

一、基本概念和基本认识

在本文中，计量指追求量值准确和统一的一切活动。要注意的是，单位的协调 一致是量值统一的前提，故而关于单位的规定也是计量的重要内容。一般来说，计 量工作可分计量技术和计量管理两部。计量技术很大程度上依托于物理学、天文学、 数学等基础学科，计量管理则要涉及多方面的社会因素，其核心目的是确保量值传 递、溯源系统稳定、高效的运转。 由于时间计量的历史演变，尤其是 60 年代时间计量学出现的“革命”，用现行 的计量学概念去阐释近代及更早的时间计量问题往往会遇到一些困难。同时，这次 “革命”的余波在当下国内学界并未完全消除，不同学科背景的学者在讲述时间计量 问题时，所用术语仍体现出一定的差异。故下文将先对时间计量中的基本概念和基 本认识做一梳理，以使计量学、天文学等学科中的有关术语得以明确。这也将有利 于读者对全文的理解与把握。

在当今计量学中，时间计量的常用方法是对物体周期运动的次数进行记录，以 此表示时间的流逝。能够产生周期运动的物体，被称为振荡器，而我们日常所说的 钟(clock)1 则是能够显示出周期运动的振荡器。需要指出的是，“周期运动”的概念 实际对古代不少时间计量方式并不适用，尤其是对一日以下时间长度的计量而言。 对于一日以上时段的计量，古人通过对太阳往复、月相变化等天文现象进行测量来 加以实现，有时也可以通过观察物候现象获得粗略的结果；对日内时段的计量，古 人则主要利用对太阳每日里的视运动、漏刻中水的流出、香篆的燃烧等等运动的测 量来实现。这些运动大都并非严格的周期运动，但它们都是古人尽力寻求而得到的 近似均匀的物质运动形式2 。漏刻、香篆等器具也不宜被称为“钟”，按照古人的用 语，似应将此类物体统称为“漏”比较合宜，它们的运行并不像周期运动那样具有 循环往复的性质。当古人需要借助它们进行较长时段的时间计量时，往往人为地安 排往复性的操作，从而使它们具有与周期运动类似的性质，因此从这个角度说，这 些运动与周期运动也可以等同起来。

时标(time scale)是关于基本时间单位量的规定，是时间单位制度中最基础的内 容，也是时间计量的最基本要素。时标的建立需要借助物体的周期运动才能实现。 如果要建立通行的时标，需要有良好的振荡器作为计量标准3 ，其要拥有可靠性(不 会坏)、稳定性(运动可预见)等特点4 。这就涉及到了时间计量与其他计量间的一个重 要区别。那就是时间计量存在着天然而公认的一系列计量标准——天文现象，相应 地也存在着一系列公认的计量单位——日、月、年等5 。这些天文现象中最有影响力 者就是地球的自转运动，对于地球上的人类来说，地球自转提供给人们公认的自然 时间基准6 ，其直观表现则是太阳等天体的周日视运动。其不但具有可靠性、稳定性， 而且还具有普遍性(人人可见)，可以广泛地显示时间信息。以天文现象作为时间计 量基准的方式从远古肇始，直至 20 世纪中期才受到挑战7 ，并最终在 1967 年被原子钟取代，这个取代的过程也就是上文所说的那次“革命”。本文研究限于近代，此时 期内虽然有着不同时标间的变革，如平太阳时对真太阳时的替代等等，但是天文现 象一直作为世界公认的时间计量标准未被动摇。

表征地球自转运动的时间单位是日，它在这一系列的自然时间单位中是最小者， 故而在时间计量中占据极重要的地位，古人很早便把日作为最基本的时间单位1 。可 以说，以日为分界点，时间计量分化出了两类传统，其一关注对日及一日以下时间 间隔的计量，本文将之称为“日内时间计量”；再一类传统在本文中称为“历法时间 计量”，主要针对日及一日以上的月、年等历法时间单位及其相互关系进行研究和规 定，这一传统是古今历法都要关注的一个核心内容。这两个传统虽各有特征，但也 有不少联系。从根本上说，它们所关注的时段虽长短不同，但仍需围绕着日这个最 基本的时间单位量，而且都可看作由“时刻”组成。近代科学中，“时刻”指时间轴 上的一个点，是与“时段”(时间间隔)相对应的一个概念。无论是历法参数的精密 测定，还是对日内时段的计量，都需要通过时刻来加以表示，而对时刻的计量则离 不开对日这个基本单位量的测量和规定。

有了天文现象这个计量标准，要凭之确立时标，需做两件事：其一、对时标的 起点进行规定；其二、对所选定时间计量标准的周期或频率进行测量、校准、确定， 从而确立一个基本的单位量2 。在古代，时标常用地方真太阳时。对时标起点的规定 则并不一致，但总需一定的社会约定来确定，选择正午是其中一个主要方案。那么 如要实际地去确立一个真太阳日，则需用测时仪器对太阳方位进行至少两次测量， 并将所得时刻信息加以记录，同时还要利用漏壶或人造钟表等守时3 器具保存时间信 息，之后就可以求出诸次测量间的时间间隔，于是可得真太阳两次过子午圈的时间 间隔，即为一个真太阳日。

得到基本单位量后，又可对其作进一步的分割或合并，衍生出一些新的单位， 以此来表示时间。还以真太阳时标为例，将一个真太阳日再进一步均分，可得时、 分、秒等“新单位”。“时刻制度”本质上就是为小于一日的时间间隔制订的时间单位。从理论上说，对单位的取定可以是任意的，但在实行中，则需要将时刻制度标 记在天文测时仪器或人造钟表上用于显示、读数，因而使用太小的单位势必会遭遇 瓶颈。时标的选定乃至整个时间单位制度的设立都需社会上的共识才能实现，它们 本质上是一组社会约定，会较多受到各类社会因素的影响。

在单位制度确立后，人们如需获知时间量值信息，则需要通过时间服务来实现。 在近代，时间服务属天文学研究范畴，其三要素分别为测时、守时、播时(收时)， 分别对应于时间量值信息的获取、保存和传递(接收)。测时、守时统称计时，目的 在于获取并保持准确的时间量值。播时有所不同，它可以使时间量值得到统一1 。在 近代，测时基本就是指天文测时。要注意，天文测时的程序与当今对原子钟的测时 颇为不同。这是因为原子钟的频率远高于地球自转，对原子钟测时实际上是对其振 荡进行计数，而对天文现象测时则要涉及对天体一个运动周期内的状态进行测量2 。 这一过程是借助对空间方位的计量完成的

虽然不少天文现象本身即可看作良好的钟，但是近代人仍要制造人造钟表等守 时器具，这主要是因为天文测时过程无法做到连续进行，尤其还会受到气象状况的 干扰，而守时仪器则可以使人们随时得到较精确的时间信息5 。可以说，守时这一概 念是以测时为前提的，指的是对通过天文方法测得的时间信息进行留存的过程。只 要使用天文时标，守时就是时间计量的重要步骤。于是为了守时，人们就会去尽力 找寻与天文现象相协调的各种计时方式。 无论何朝何代，制造、使用优良的测、守时仪器所需成本都会较高，不可能随 处普及；换句话说，并不是每一处有人类居住的地方都具有制造、配置优良计时仪 器的需求和条件。因此，这些仪器只可能局限于某地。高端的测时、守时仪器一般 集中设置于天文台，此外，皇宫、庙宇等场所往往也设有一些较好的测、守时仪器。 一般民众采用的测、守时方式则会相对简陋，据此所得的时间信息自然也较粗略。 在近代乃至解放后，不少处在社会下层的民众仍只能通过最粗略的测时方法获取时间信息1 。在这种不平等的时间计量条件下，社会上出现了将“精准”2 时间信息播 送出去的行为，受众群体则可以从中获益，对时间信息的播送即“播时”。 播、收时可以使时间量值信息得到统一，虽然播时行为不一定都具有较强的主 观目的性，但是播时本身确实是对时间量值传递体系的构建3 。下文因此会将时间量 值传递体系简称为“播时系统”。天文台等机构处在这一体系的上层，一般民众则处 在该体系的下层。播时一般采用两种方式——搬运守时器方式或信息传送方式，这 正对应于计量学中所称的实物标准逐级传递方式和发播标准信号方式4 。所谓“校时” 则对应于量值溯源的过程，含有着自下而上的主观意愿5 。 20 世纪以来，世界上很多国家都建立了较完备的国家计量体系(也就是国家控 制的量值传递系统)，其中也包括国家时间计量系统。如今世界上绝大多数人都已经 被牢牢地纳入到了国家时间计量系统之中，这些系统浸透骨髓般地影响着整个人类 社会。建设国家时间计量系统的一个首要工作是建立国家时间计量基准6 。在近代， 国家时间计量基准工作多由国家级的天文台负责，其中的首要内容就在于测时以取 得准确的时间量值，以此为基础就可以校准守时器，并可进一步将时间信号通过各 种方式播送出去。

可以说，时间计量的普适性在当代各类计量中是独一无二的。对于日常生活来 说，普适性似可与时间计量相比肩者当属长度计量或质量计量，但是我们每日平均 使用尺或秤的次数远远无法与使用钟表的次数相比，时间计量的高普适性由此可见 一斑。从普遍性这个角度上来说，对近代时间计量史的研究有着重要的意义。虽然 有些学者认为，对时间的计量背离了时间的本质7 ，其中一个代表人物即是海德格尔， 但是，他们也不得不承认时间计量深远地影响了人类的时间观念