历史文摘

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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

信息来源: 《历史与社会》(文摘)2025年第2期 发布日期: 2025-06-18 浏览次数:

【作者】封磊,延安大学历史学院。

【摘要】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

子午炮用于校准钟表与标准时的全球化进程  午炮,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。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。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。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。19世纪50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。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。

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。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。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。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。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”。如哈利法斯克、开普敦、爱丁堡、香港、上海、东京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,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。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,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。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的变革。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。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。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,并将之作为计算全球地理经度、世界日、世界时的0°经线。全球标准时自此诞生,此举是时间的全球化的标志性事件。

19世纪90年代,英属领地率先开启地区标准时的统一运动。到第一次世界大战时,标准时的统一化运动进展迅速。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。

近代中国的时制、时计变革与标准时之国家化  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。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。16世纪末起,因西方天文学的全球传播尤其是殖民扩张的东侵,明清中国也深受影响。中国直到进入晚清特别是民国后,才开启时制与时计的同步变革。第一次时制变革是从“视太阳时”到“日中平时”,以太阳两次凌过同一子午线所历时间为一个视太阳日。第二次时制变革是从“地方时”到“标准时”。“地方时”与“标准时”的概念,进入民国后才被社会熟知。其实,标准时已在清末随西方传教士主导的天文测量活动而入华。

总之,标准时以及用于传递或播报标准时量值信号的科学知识、物质设备、技术手段及其实践,于清末被西方殖民当局输入通商口岸城市。这与以英国为代表的欧美殖民帝国以其殖民侵略、经济整合和文化输出等在全球建立起非平等、非均衡的霸权秩序体系大有关系。与时间变革相关的科学知识、物质设备与技术手段等,亦是由欧美主导并在扩张和维持其全球霸权秩序体系时不自觉地输出的文化产品。同时,近代中国在其现代化进程中基于构建国家标准时播报系统的需要,与之相关的科学知识、设备技术与文化产品等亦被逐步纳入国家基础设施体系与民众的日常生活需求与系统化的社会实践中,促成与标准时测报相关的设备技术和文化产品逐渐摆脱欧美殖民霸权输出,实现社会化与国家化。这些综合性因素,不仅促成中国标准时制度成为世界时制度的组成部分,还促使国家及其政府力量开始成为世界标准时制国家化与全球化的引擎。

近代中国城市公共标准时计之嬗变  近代中国业已发生的时计、时制等的联动变革,不仅是一种基于天文测量与运算规则的时间量值信息,还是国家基于全球标准时制度而给予的权威规定、政府的制度化推行与高度组织化的社会规约,是规训民众社会行为与时间观念的公共标尺。这一规定率先落实于各级政府在城市设置公共标准时计上。第一类是由海关、天文台与市政部门共同管理公共标准时计的商业性城市,如上海。第二类是由天文观象台负责公共标准时计的军港类城市,如青岛。第三类是由军方或公安局管理标准时计的政治中心或省会类城市,如北平(北京)。第四类是由市政与学会、商会、企业等联合设置标准时计的工业类城市,如天津。

在全球史视野下,以全球标准时生成与播报的综合性逻辑与近代中国主体性相结合为路径,关联起与之紧密相关的科学知识、设备技术与组织机制等关键要素,可以揭示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。

首先,从子午炮到标准钟的嬗变历程,是近代以降计时测报系统在时制、时计与通讯等领域发生的兼具全球性与科学性的同步变革。在时制上,不仅实现由真太阳时向平太阳时、地方时向标准时的变革,还是自19世纪70年代后时间测报科学化的结果,最终促成以机械时钟使用的日中平时为基础的标准时的全球化。在科学知识上,经历从对当地天文现象的观测到对机械时钟的普遍应用与依赖,从对天文观测的不均等性到对数理计算均值的嬗变;在物质设备与技术应用上,不仅经历从子午炮、电音报时机、工厂汽笛、防空警报机、无线电台、电信局专号电话到电动标准钟的嬗变,还经历从观象测时、听令而行到对标准时量值信息的电讯化传播方式的依赖的嬗变。这些嬗变内蕴着以机械化、自动化、电讯化的方式对构建精确、同步、稳定与普遍的标准时远程播报系统的追求与实践,本质上是传播标准时信号并与稀缺的计时器之间建立同步的传播与校准机制的国家实践。这应是造成近代中国城市标准时计历经系列嬗变的根本因素。在组织机制上,因受技术落后、经费不足、人事变动、权责不明与时局动荡等地方性因素的影响,近代中国城市的标准时计与各通讯系统之间缺乏统筹而往往各自为政,未能建立起互联、互通、互动的播报与校准的机制,也是近代中国城市公共标准时计发生系列嬗变的重要因素。

其次,近代中国城市公共标准时计最终嬗变为标准钟,实质上是时间的标准化、全球化与国家化的双轨并行。第一,近代时间的标准化与欧美国家的殖民扩张、全球贸易、文化输出同步进行,一开始即是一种非公平、非均衡的霸权实践活动。正是趋于全球化的世界要求时间进行通用型的变革,但得到支持的解决方案或执行实效,则是由充满差异的民族国家完成的。第二,对时间的测报与时制的标准化以及构建同步化的播报系统,是现代国家基础设施的必要内容。19世纪末至20世纪,精确且同步的标准时测报系统,不仅是将国家的时间、空间和社会组织从宏观、中观和微观层面整合起来的时期,还是现代国家在领土范围内构建一套技术官僚的时间网络的重要任务。国民政府自主规划五时区制后,连续三次在全国推行标准时并令各级各地政府装设标准时计,自然是这一全球潮流中的地方实践。第三,国家的政治或时局进程,对以天文台、广播电台、市政机构等国家基础设施来构建国家标准时的播报系统提供保障,而与之相关的科学知识、设备技术、组织机制等的普遍进步,在促使与全球进程同步的同时,也使近代中国的时间变革被广泛置于全球科学技术进步的范围内。第四,近代科学学会、商业公会、公司企业甚至科学家等社会团体或民众等在构建国家标准时播报系统的实践中,也在不同轨道上发挥重要作用。

再次,从子午炮到标准钟的系列嬗变历程,也是近代中国城市化进程中产生时空同步化治理需要的反映。近代以降,城市化进程最基本的特征在于城市人口的持续性膨胀、城市空间及其功能不断扩增,由多元社会主体之间以某种方式整合起在国际、国内具有同步性的经济关系以及社会结构重组的过程。即如何精准测量、同步播报标准时以服务于有效管控城市时空秩序的需要,也是导致标准时计历经嬗变之因。故而,以上海、青岛、北京和天津为代表的商埠、军港、政治、工业等不同类型的城市装设的标准时计历经嬗变,实质是为满足城市时空治理对同步性的需要。这反映的是近代中国的城市化进程被日益整合进由商业、军事、工业与文化等共同编制的技术社会网络中的本质。

最后,近代中国城市公共标准时计的嬗变,体现的是时间的全球化与近代中国城市化进程的叠加共进。自19世纪中叶至20世纪上半叶,各国时间体制的变革与城市化进程的加快均是全球性现象,西方计时测报系统因其能满足非西方国家对构建民族国家、统一国内时政的需求而被后者的政府及其城市率先自觉接受、自动适应与主动实践,并被逐步纳入日常化的社会需求与系统化的社会实践中。某种程度上来说,全球时间变革与全球城市化进程二者是叠加共进的。还应看到,尽管近代中国城市的地方差异性与时间全球化进程同步进展,但地方性因素仍是制约全球同步性的关键。因此,从子午炮到标准钟的嬗变,在相当程度上烛照的是近代中国标准时的国家实践在设备技术、组织机制、城市化等的地方差异性与全球同步性共存并进的复杂面相。


摘自《人文杂志》2025年第4期,原文约20000字。