从子午炮到标准钟:近代中国城市公共标准时计的引入与设置
作者 封磊
发表于 2025年5月

内容提要 近代中国围绕构建同步性的公共标准时计所经历的变革与变革本身,不仅是一项全球性兼具科学性的变革事件,还是一项国家化的实践过程与社会变迁。近代欧美殖民国家利用时间规范消解其在远洋航海、跨陆铁路、越洋电报等全球霸权扩张的差异问题,先后经历对本初子午线的确定、平太阳时替代真太阳时、标准时替代地方时、机械钟表的普及等时制、时计与通讯技术的同步变革,并对近代中国的时间变革产生长达四个世纪的影响。文章以全球标准时生成与近代中国标准时的引入,关联起与时间全球变革紧密相关的科学知识、设备技术与组织机制等关键要素,论析近代中国社会变迁中的全球同步性特征与地方差异性嬗变的关系。

关键词 时计 时制 报时 子午炮 标准钟 全球化

〔中图分类号〕K26;K203 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕0447-662X(2025)04-0110-12

传统时代计时测报系统在中西方社会中均有多样的实践,但自19世纪70年代后因电报技术成功的商业化运营后,围绕确立标准时以及构建国家标准时播报系统等基础设施的变革过程与变革本身,则成为一项兼具全球性与科学性的国家实践。目前,国内学界涉及标准时的既有研究功不可没,① 但尚未见基于全球标准时制而构建标准时播报系统的国家实践与社会变迁的整体性研究。这一研究的关键是确立一个能将标准时与构建标准时播报系统密切关联的科学知识、设备技术、组织机制等纳入长时段、跨学科、跨国别研究的抓手。因之,本文以午炮为契入点,以全球标准时生成和播报的综合性逻辑与近代中国地方主体性实践相结合为路径,关联起与之紧密相关的科学知识、设备技术与组织机制等科学技术要素,以近代中国四种不同类型城市的公共标准时计的嬗变为主线,论析近代中国社会变迁中的全球同步性特征与地方差异性嬗变的关系,展示标准时计更多地是一种权威规定或社会规约而受到特定地方社会因素的制约,以期对本土化的全球史研究有所推进。

一、子午炮用于校准钟表与标准时的全球化进程

全球史研究通常将一个跨越民族国家的对象置于全球性的宏观进程中考察,同时也探求这一进程与地方国别的同步性联系与差异性互动的关系。① 在目前对标准时计或新兴报时装置的研究中,对“午炮”(亦称“子午炮”)在近代中国的出现、应用与演变,因其具有世界史、国别史或跨学科等的复杂性而成为研究难题。午炮(Noon-dayGun),是一种最晚于18世纪中后期出现于欧洲军港城市的报时装置。在军港锚地或海港要塞,当太阳直射当地子午线时,在由海军部指定的舰船上以燃放火炮的方式检查、校正其全球位置。因声音的传播慢于火炮发射时产生的闪光烟雾,看到火炮的闪光烟雾比听到声音更准确;但闪光烟雾可能因浓雾天气而失效,海军部遂指示利用鸣放火炮的声响作为时间的近似指令,但必须预留声音传播所需的间隔时间。鉴于当时所有其他的时间炮/枪(TimeGun)是陆基的,每日施放午炮的任务遂从海军转移到当地戍卫炮兵,各地海军也开始以驻地炮兵施放午炮的准时声响来校准天文航海钟或钟表等其他时计。② 因此,全球诸多军港城市均有在每日正午鸣炮报时的传统,午炮也成为此类城市重要的公共时计。此外,还有始于1829年在港口城市设置的用于校准船上钟表的定时球(TimeBall)。③ 尤其是在1898年英国海军部公布的154条为船舶导航的时间信号单中,有94个采用格林尼治时间的定时球与30个依据不同子午线时刻而设定的定时炮。④ 这一传统虽非英国港口城市的专利,但大多来自英国,并获得英国皇家天文学会以及海军部和财政部的支持;不同的是,海军部青睐报时球,商会和市民则欢迎午炮。⑤ 1850年代后定时炮、定时球还与电报时间信号、同步电钟,共同成为英国构建格林尼治时间自动播发系统的公共时计。⑥ 这与英国在近代早期开拓全球航海事业时引发的计时科学技术的变革密不可分。

在17世纪的远洋航海中,定位远洋航船的经度是世界性的科学难题。这一难题的解决得益于“以时间确定经度”的构想:地球完整自转一周需24小时,平均1小时自转15个经度,两地的经度差相当于两地的时差。若已知启航船只起点的经度与时间,以及航行目的地的时间,即可推算出相同航船相对于起点位置的所在经度。⑦ 但关键在于,必须确保航船的起点时间与海上航行的本地时间的精确性,这对船上计时器的精确性和稳定性提出极高要求。1759年,能够在远洋航海启程时设定好目的地时间的天文航海钟被成功发明,能够确保在航海环境下航船起点原始时间的精确性与稳定性。⑧ 自此,基于对航船起点的经度时间与航船的海上本地时间之间的时差的精准掌握,即可推算并定位航船所在的本地经度。这使得对本初子午线的择定成为根本。当时各国自定的本初子午线有14条之多,⑨但到18世纪初时,穿过英国伦敦附近的格林尼治皇家天文台的子午线,已被众多航海国确立为本初子午线。⑩ 因之,英国的远洋航船通常会携带两套计时器:一套是启航时带上船只并被设置为格林尼治时间的导航器;另一套是用于管理船上生活和记录事宜的计时器。尽管航海钟的精度极大改善,但难免受重力或航行状况的影响而出现误差,故需定时校准;而校准的计量标准即是正午太阳。因为太阳直射当地子午线是最直观、最易观测的天文基准,误差最低,此时校准钟表可确保时间基本准确。为将在午正时刻校准计时器的指令及时广而告之,还需借助传播迅捷且广泛的报时方式。当时欧洲城市中既有在非正午时刻“用于标志士兵每日作息时间”的“时间炮/枪”(TimeGun)的传统。① 因之,包括但不限于枪炮的军器、乐器或礼宾等响器,均曾被用作在正午时刻校准计时器的号令装置。② 19世纪初,英国确立全球航海霸权地位,其在开拓全球贸易网络或殖民地的舰/商船上通常装配火炮,在正午时分以施放火炮的方式号令舰长和船员们校准计时器,以确保在公海上的安全航行。这一方式随之被传播开来,并在港口城市中演变为“一种历史悠久的传统习俗”及“礼宾的仪式”。③如哈利法斯克、④ 开普敦、⑤爱丁堡、⑥香港、⑦上海、⑧东京⑨等城市的午炮皆与此有关。

当时为远洋航海而根据固定子午线所设定的起点时间,是正午太阳直射当地子午线时以裸眼观测的估算值(即真/视太阳时),因观测地点的不同以及太阳运动的椭圆轨道而具有非均等性,但确定精确的当地时间及其平均时间,则需凭借精密仪器或天文观测图。⑩因之,真太阳时并不能满足流动性日益增强背景下对均等性、一致性、精确性和可计算的时间量值的社会需要。但机械时钟走时并显示的是全年真太阳日的平均值(即平太阳时),能够解决这一问题。18世纪末,伴随钟表制造业及其工艺水准的成熟,便宜且精准化的钟表已渗透至欧美普通民众的日常生活,使“守时的概念得到普及”。⑾至19世纪初,欧美社会的时制已完成由当地视太阳时向日中平时(时钟时间)的变革。⑿

19世纪中叶后,伴随第二次工业革命的进行,欧美各地区、各国之间在人员、商贸、知识、物资和信息等的流动性大规模增长。加之19世纪70年代后电报技术的使用与越洋电报电缆的联通,使人类在历史上首次拥有覆盖各大洲的经济与通信体系。⒀因之,对构建在全球范围内一致的、规则的且可计算的标准时的需要也愈益迫切。1883年11月,美国鉴于英国在全球贸易、航海业、商船吨位与造船业等的霸主地位,率先以基于格林尼治时间而编制的铁路运行时间作为北美铁路系统通用的标准时间,并将全国划分为4个时区。⒁这为全球标准时的规划与实践奠定基础。1884年10月,在华盛顿召开的国际子午线会议上,来自欧洲、南北美洲、亚洲等的25个国家,以民主协商与集体投票的方式正式确立以格林尼治经线作为本初子午线,①并将之作为计算全球地理经度、世界日、世界时的0°经线。② 全球标准时(GreenwichMeanTime,GMT)自此诞生,此举是时间的全球化的标志性事件。

至19世纪90年代,英属领地率先开启地区标准时的统一运动。1892年,南非开普殖民地(CapeColony)采用GMT+1.5时间。1902年,南非地区以及葡属东非一致采用GMT+2时间。在德属东非领地内,开普时间还被广泛用来校准钟表。至20世纪初,欧属殖民地的行政机构均仿效同期的欧洲国家,引入基于日中平时而建立的全球标准时,这些平均时大多是其首都或重要商埠、殖民地城市所在经度的世界标准时。③ 在东亚地区,日本政府于1896年正式使用GMT+9时间;伴随其于1910年吞并朝鲜半岛,迫使后者于1912年也使用GMT+9时间;④1902年,英国以GMT+8时间作为香港的官方时间,并被中国海关与其他通商口岸城市使用。在南亚,英属印度政府于1905年采用GMT+5.5时间,缅甸采用GMT+6.5时间。在东南亚,1905年英属新加坡、马来联邦、法属中南半岛与泰国等均用GMT+7时间,英属北婆罗洲、菲律宾则采用GMT+8时间。

到第一次世界大战时,标准时的统一化运动进展迅速。如法属海外领地统一标准时的进展与其国内城市采用格林尼治时间的措施一致,多在1911—1912年采用以小时为单位的标准区时制。英属西印度群岛与英属圭亚那于1911年采用GMT-4时间。一战后,尤其是伴随战后国际秩序的重构与地缘政治的变动,时间标准化运动主要以两种方式在非洲与拉丁美洲展开:一种是战败盟国被剥夺的殖民地或未获独立的领地,被置于国际联盟的“托管”之下,或以英法“监管”的形式迅速改用全球标准时,一种则是因政权更迭而自动改用全球标准时。1920—1930年间,则是大洋中小型岛屿或更小领地集中采用全球标准时的时期,直接导致公海标准时区与陆地标准时区的接轨。第二次世界大战期间,全球大多数国家或地区、海岛或公海等均已使用全球标准时,到20世纪50年代,频繁的时间变动才尘埃落定。⑤

二、近代中国的时制、时计变革与标准时之国家化

如前所述,航海钟、钟表等时计的普遍使用与全球标准时制,最初起因于由西方世界在近代早期所推动的对海陆交通与国际贸易时间一体化的国际需要与统一规定。⑥ 这一过程经历长达四个世纪的变革并产生两大成果:一是在作为物质设备的时计上,钟表被发明和广泛使用;二是在作为科学知识或文化产品的时制上,平太阳时代替真太阳时、标准时代替地方时。

本文刊登于《人文杂志》2025年4期
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