10年前,在江诗·丹顿的一次古董钟表收藏家演讲会上,世界著名的钟表大师、香港钟表历史学家矫大羽先生语出惊人:世界上第一座具有擒纵系统的水运仪象台,出自中国人之手,他就是北宋宰相苏颂。矫大羽十分自豪地宣称:中国人开创了钟表史。抖落了时光留在上面的灰尘,智慧依旧熠熠生辉。重拾的骄傲依然是不能忘记的骄傲。
一、苏颂其人
对于一个人,是大名鼎鼎,还是鲜为人知,也许偶然,也许必然。如果水运仪象台像《梦溪笔谈》一样的传世,苏颂也许会明星耀眼。但那台大钟表在金兵的战火中消失了,人们对它的价值又认识不够。于是,苏颂和水运仪象台一道成了泥土里的珍珠。
苏颂(1020—1101),福建泉州人士,至今同安县还有他的旧居,且已成旅游景点。他年轻时就很聪慧,博学强记,参加乡试即考中进士,从此步入仕途。他的一位同窗学友智力稍差而落榜,不免气馁,但在他的鼓励下从商下海,后来成了福建有名的船王。
苏颂文学修养颇佳,诗文富有灵气,若钻研下去,也会成就非凡。但人各有志,他喜欢科学研究,常对发明创造兴趣盎然。宋哲宗元佑三年(1088年),在他的主持下,制成了水运仪象台,兼有观测天体坐标、演示天体运动和机械计时等3种功能。国际科学界高度评价这一发明创造,认为他很可能是后来欧洲中世纪天文钟的“直接祖先”。他还专门撰写了一本书《新仪象法要》,详细记载了水运仪象台的构造、用法和相关说明,反映了当时科学技术的卓越成就。于是,也无形中证明了苏颂在世界钟表史上的始祖地位。
苏颂与文学家苏轼同朝为官,虽非兄弟,但在文学、医学方面有着共同爱好。史载熙宁六月二十一日,苏轼在杭州通判任上,苏颂刚从江西婺州卸任,到安徽亳州当太守路过杭州。因此在东坡处留住几日,畅叙友情,并与陈襄、孙奕、黄颢等一起游览石屋洞风光,还留下了几人共同的题名,今乃珍贵的文化遗迹了。
二、水运仪象台
苏颂发明的水运仪象台是一个大型的仪器与钟表合一的科技装置。其高度按宋时木矩尺计算是35尺6寸5分,将近12米,相当于现在的3层楼那么高,宽21尺。庞然大物也!全台是一座正方形上窄下广收分的木制建筑。用木板做台壁,板面画有飞鹤。台分3层,底层南向有两个门,靠北台壁设有木板长台,系操作场所,打水人运转水轮的地方。操作台前面有一组提水机械:由升水下轮、升水下壶、升水上轮、升水下壶、河车以及天河组成。转动河车把水由升水下轮(筒车)逐级提升灌入到天河(受水槽)中。在这组提水机械的东侧,有一组“铜壶滴漏”式的装置:在一个木架上设两个方水槽,高的是天池,低的是平水壶。平水壶有泄水管,使平水壶经常保持一定的水位。平水壶下边的出水口就可以保持恒定的水量。平水壶之西,有一座直径11尺的枢轮,它是全台机械结构的原动轮,由水来推动。那是一个由36个水斗和钩状拨子组成的水轮。枢轮顶部附设一组杠杆装置,相当于钟表里的“擒纵器”(俗称“卡子”)。它和公元17世纪欧洲的锚状擒纵器非常相似,具有基本相同的作用。
枢轮下面有退水壶,退水壶上有水管与升水下壶相通。这样周而复始,水流循环一周,泄水槽就又成为水源了。当枢轮水斗注满一斗的时候,它的重量使枢叉失去平衡。这时格叉又向下倾,枢叉向上仰起。枢轮的铁拨子拨开关舌,拉动了天衡,是天关向上开启。枢轮向下转动一斗,天关又随即下落。由于左右天锁的擒纵和抵拒作用,使枢轮只转动一个水斗。枢轮转动的速度是由漏壶的流量决定的,由一套擒纵器加以控制。搁下天文方面的功能不讲,单是计时方面,一天一夜的误差只有一秒,相当精确。