介绍了简单机械就可以介绍钟表的发明了。机械钟表的出现比较晚，在此之前很长时间里，人类是通过其它方式了解时间和计时的。我们在接下来的几天里，会从早期的计时工具一直讲到钟表。

对时间的直觉，似乎连动植物都有，早期人类看到太阳升到正空，或者看到影子变得最短，就知道到了正午，看到太阳落山，就知道到了傍晚，看到月亮和星辰的位置，大概能估摸出晚上的时间。这是对时间定性或者非常粗略定量的度量。要更准确地度量时间，就要有人为发明的工具了。

人类最早的计时工具是日晷，这一点大家可能都想得到。今天，无法确定人类使用日晷最早的时间，因为最早的日晷可能是大树和大山的影子。不过，有记载的最早日晷的使用是公元前3500年左右的事情，记载于古埃及的方尖碑上。今天能够找到的最古老的日晷文物是公元前1500年的，是在埃及帝王谷出土的，它距今3500年了。

图 2.11.1 古埃及帝王谷发现的最古老的日晷之

靠日晷测量时间当然比看树影子要好，但是日晷有两大缺陷，第一是夜里或者没有太阳的白天都没发用，第二是一年不同日子里，同一时间太阳影子的位置是不一样的，需要不停地校正，因此计时不可能很准确。除此日晷以外，古人还用过其它计时方法，比如在香上刻上刻度，纪录烧香的时间，但这也非常不准确，因为香的粗细是不均匀的。而早期能够比较准确记录时间的工具，就是水钟了。

水钟的原理很简单，就是在装水的容器下面开个小孔，让水慢慢地滴光。在地球上一个固定的位置，如果不考虑到空气的温度和湿度，水每一次滴到不同水线位置的时间是一样的。这一点非常重要，因为只有这样，观测结果才能够重复（而烧香是做不到这一点的）。最早的水钟还是古埃及人发明的，大约在3500年前。也有考古学家认为美索不达米亚在4000年前就发明了水钟，但是因为记载含混而且信息量不足，大家对那些早期水钟的反而不是很关心。有实物证据的真正实用的水钟出现在古希腊，大约在公元前5-6世纪，距今有2500年左右，事实上水钟Clepsydra一词来源于古希腊。

不过，根据“发明是以最后一个发明家的名字命名的”这一原则，世界上把水钟发明的荣誉给了中国人和罗马人，因为在大约2000年前，中国人（和罗马人分别）发明了“准确的水钟“。这个中国人的名字叫桓谭（不知道有多少人会知道他，即使知道他，也不是作为发明家了解他），生活在西汉。桓谭的贡献在于，他发现了水钟测量的结果因环境的冷、暖而变化，因而水钟在白天和夜间需要分别参照日晷和星宿核对，这样制作的水钟才能准确计时。

到了宋代，中国的水钟早已经不是一个简单的滴漏了，而是一套完整的钟一样的机械－－它通过水的流动，带动一大堆机械的运动，并且有个类似于今天钟的表盘，纪录和显示时间。他的发明人是北宋当时的宰相苏颂，当然，历史上对苏颂记载大多是他的仕途生涯，因为他官至宰相，但对于他在科学（药学）和发明上的贡献反而不太看重。这可能是中国文化上的一个缺陷，到了今天的科学家们还热衷于当官。

图2.11.2 宋代人苏颂发明的水钟，据说高达三丈。