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中世纪阿拉伯计时装置(三)——酒会计时娱乐装置和侍女(下)

在之前的文章中,我们从艾尔·加扎利的著作《精巧机械的制造知识》中选取了两台水力机械进行了描述与介绍,其主要的功能已经从最先的计时转而渐渐演变成了具有观赏性与娱乐性的大型玩具,而且,在本篇当中要介绍的三种具有定时性质的机械当中,其都是以更加注重其自身的服务特质与娱乐特性,但是,虽然计时功能在这些装置当中都弱化,但是,在其运行的过程中,有节奏的时间间隔也可以间接的提醒看到它的人们大概过去了多长时间,基于这样的原因,我仍然会将其作为计时装置介绍给各位。

以下的三种机械都是在酒会上用于为哈里发(国王)服务和用于取悦在酒会中的宾客,这种性质下的装置往往会在其外观的制作工艺上有极其精致的设计,而在其中具有特色的活动人偶也会被大量运用,用以增强视觉效果,而在这些类型的机械当中,先从最简单的向大家介绍:侍女立柜(图1)。

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图 1 侍女立柜

这种装置在艾尔·加扎利的书中出现过两个,其结构基本一致,功能相应的也类似;因此,这样类型的侍女立柜在全书中也就有一篇关于其的解释说明的文章,而在到目前而言所有介绍过的机械中,这一台机械所运用的活动零件是最少的,而在之前的几乎所有的介绍中,这一台机械所运用的原理也是最简单的。整个立柜实际上是一个碗柜的形状,而在其上占大部分体积的,是一个双扇对开的门,在门后有一个大的空间,在这一空间中放置有一个侍女立像,其用轻质材料制成,右手用中空的黄铜制作,并以轴固定在外,可以活动,右手上有一只高足酒杯;侍女的左手上有一块毛巾,可以使宾客在喝完酒后擦嘴,而在侍女的下方是一块向下倾斜的带有坡度的斜坡,在侍女的脚底有一块与双脚一样宽的板,并且在板上还有4个青铜制成的轮子,这可以使侍女可以从立柜的后方滑向前面,而立柜的门在设计时把左门安置在右门后方,这样一来,当侍女滑向前方时其左手会推开左门,而同时,右门也会被推开。为了在一定的时间之内固定侍女人像,在立柜的后方有一根棒,而在正对棒的侍女人像的背后有一条长槽,在长槽中有一只钩子,钩子的一头可以与立柜上的棒相勾连,而钩子的另一端则与固定侍女右手的长轴相连,这样一来,当侍女的右手被压下时,其背后的钩子会抬起,将侍释放并向前滑动,在重力的作用下,侍女向前推开门,出现在哈里发(国王)面前。

在立柜的上方有一个阁间,而在阁间的顶端有一个圆顶形状的拱顶。在每当小时后,侍女手中的酒杯被倒满,侍女向前滑动,推开门,出现在哈里发(国王)面前,哈里发(国王)把杯子从侍女手上取下,喝完杯中的酒,用毛巾擦完嘴后,把杯子放回侍女手上,将侍女推回,把门关好,等待再过小时后,以上的动作会再次重复。而从其结构上来看,其可以分为上下两个部分,下半部分的结构都集中于侍女人像的身上,而在人像中有一根长轴连接并且固定了侍女的右手和从侍女背后伸出的钩子,在侍女脚下的板上装有4只轮子,使其可以在下方倾斜的板子上向前滑动,而上半部分的机关装置,则大多安置在立柜上方的阁间和圆顶中,在阁间的内部有一只翻斗和一只水槽,和之前与大家提及的机械装置一样,这样的相同的结构也被应用于侍女的立柜中,而其中的运作原理与其他的结构无异,水斗的轴置于水槽上,并且在水槽上还有一根导管连通到下方,导管的口部正好位于侍女右手所持的高足杯上方,值得一提的是,高足杯的容量与水斗的容量相近,这样一来,当酒从水斗中翻下时,流入高足杯中的酒并不会多到溢出来,而在阁间上方的圆顶则被设计成了放置储存酒用的水箱。

当小时后,酒从最顶部的圆顶中沿其开口流入水斗中,而经过小时后,水斗被酒装满,重力使得水斗向下翻倒,把酒倒入水斗下方的水槽中,酒沿着导管流入到下方的立柜中的高足杯中,高足杯的重量增加到临界值时,侍女右手的手臂会向下沉,并且通过轴的联动把其背后的钩子向上抬起,以此释放人像,使其沿着下方倾斜的底板向前滑动,左手推开门板,出现在人们面前,哈里发(国王)将酒杯从侍女手上取下,喝完酒后把杯子放回侍女手中,并将其右手压下后,把其背后的钩子抬起,并将其推回立柜中,钩子会钩回在立柜后方的棒上,关上门板后,等待下一次的重复。

虽然这样的结构和机械在当前的世界中或是在我们当代人们的眼中司空见惯,但是,在11—13世纪的阿拉伯人眼中,这种以特定的时间重复运作的装置在当时人们的认识中已经超出了当时人们所能达到的认知,这无异于对人们而言是一种惊异于震撼。

而下两种酒台式的表演装置,则完全出于在宫廷酒会上用作表演与助兴的,这些极其精巧的自动化装置绝对可以给当时的参加宫廷酒会的贵族,外国的使臣以极大的震撼,从而以此增加阿巴斯王朝在当时的国际影响力,哪怕仅只是独自观赏,这样的精巧的机械也可以引起人们无限的思索。其在《精巧机械的制造知识》一书中被称为“先师亭”(图2),其在艾尔·加扎利的设计中具有很浓厚的阿拉伯风格。“先师亭”在最初设计时其实并没有特定的计时功能,但是它每小时会活动一次,可以相对明显的让在就会上的人们知道大概的时间,而且先师亭在设计中并没有太多声响,而且其大多数动作集中在手臂上。但是,这样的自动化机械在当时的条件下一定也可以在就会上引起不小的轰动。

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图 2 先师亭

“先师亭”的整体构造由4部分组成,最下方的基座,基座上方放置有两个黄铜制成的中空“先师”人像,一个为白色,一个为黑色,在其中可形成鲜明的对比,人像呈跪坐状,两个人像的右手都持有一只银质饰有金纹的高足杯;左手都持有一只长颈瓶,并且左手的手指都环绕握在长颈瓶的瓶颈上。人像的右手和头部都可以活动,以便于进行流程中的动作。在二位“先师”的基座的四角上都装有一根黄铜的立柱,四根立柱分立于四角,立柱的上面有一个大小与基座相近的阁间,并且在阁间上还有一个圆形的圆顶,每当小时过后,有一边的“先师”的左手的瓶中会有水流出,流到其对面的另一位“先师”的右手所持的高足杯中,然后,第二位“先师”会把右臂抬起,当酒杯达到其嘴唇时停止,作饮酒状,并在一小段时间后把右臂放下,并点头向对方的“先师”示意。再过小时,刚才饮酒的“先师”又将酒从其左手的长颈瓶中倒出,倒入他对面的“先师”的高足杯中另一位先师在杯中倒入酒后抬起右臂,同样将酒杯举到嘴边作饮酒状,并且在一小段时间后放下右臂,并且点头示意。

从这样的酒台“先师亭”的构造来看,其基座实际上是一个蓄水箱,其中有一些管道,并在小时后收集从“先师”杯中流出的水,其后面有一个阀门,用以在最后将水收集起来重复使用。而在基座上的两位先师像则是用铜制成的中空人像,其右手可以沿着装在他肘上的轴转动,并且两位“先师”的右臂都是中空的,在“先师”体内,右臂向里延伸,并且在其末端还有一个小的水舱,其容量与高足杯的容量相近,并且,在水舱上还装有一根虹吸管,其最顶部被焊在水舱壁上,两个管口向下,在基座上的4根立柱同样是铜制的,并且其在制作时被制成中空的样式,以在运作中把水从上方引至下方基座上的“先师”处,并且在基 座的上板处有导管与铜柱相连,并且连到“先师”的左手上,“先师”的左手上有一个孔,导管从空中伸出,连到长颈瓶中的瓶口处。这样一来,当水从铜柱中的管中流下时,可以沿导管流出到“先师”左手的瓶口处,再从瓶口流出,流到其对面的“先师”的高足杯中。两位“先师”人像的头是可以与身体分离的,并且,在“先师”人像的颈部有一根轴,使得人像的头部可以沿轴前后摆动,作点头状。由四根立柱撑着的,是一个阁间,在阁间上置有一个圆形的穹顶,并且穹顶被设计成中空,被用于蓄水,用作蓄水箱的圆顶,而圆顶下的阁间则内部装有相应的流水装置,使两个“先师”在小时后可以轮流倒酒给对方,在阁间内有先放置一根小立柱,它位于阁间的中心点上,并且,在立柱两旁分置两个水槽,每个水槽上都有导管与中空的铜柱相连,在立柱上,左右两边分别装有一只翻斗,水斗可以在小时中被蓄满,并在蓄满后翻倒,将水倒出,这与我们在之前的文章中介绍过的水斗结构一样。

而在“先师亭”中,最为精巧的,则是在立柱顶端,有一根两边开口的分水管,其中心轴与立柱相连,使它们可以向左或向右倾斜,而其分水管的中间开有一个小孔,与阁间上方的蓄水池的管相连,在水从蓄水池中流出时,会先通过分水管,在重心的偏移中,分水管的一头向下倾斜,并且会把水引向一边的水斗中,而当水斗在小时后蓄满时,水斗就会翻倒,并将水倒入水槽中,在翻倒时,水斗的末端会碰到分水管,并在水斗翻下时,其末端会将分水管抬起,使水流进另一个水斗。这一奇巧的设计精妙的使得每一位先师在小时后都会轮流倒酒,这是十分精妙的。并且,这样的分水水管机构在放大后被广泛的运用于阿巴斯王朝的室外大型喷泉的建造中,使得喷泉在设定的时间内可以变换其喷出的水流的形状,这比欧洲的自动喷泉要早近500年,也是阿拉伯科技精巧之作的一大代表!故,在小时过后,从分水管流出的水流到一边的水斗中,并将水斗蓄满,在蓄满水时,水斗向下倾倒,将水倒入下方的水槽中,并且水斗的末端上抬将分水管抬向另一边分水管向另一边倾斜,将水注入另一个水斗中,前一个水斗中的水在倒进水槽中后,沿水槽上的导管流入下方的立柱,顺立柱流到下方的基座,再沿着基座中的导管流入到人像中。

但是,在两个人像的第一个两个人像都不会向对方的酒杯中倒酒,因为当水从立柱上流下时,经过的是基座中的导管,并且在沿着下方的导管向上通到“先师”人像的瓶子中, 而第一次次向下倒水时,双方的水量只够将水保持在人像的管道中,当第二次小时后,第二批次的水流入立柱,才可以把第一次的水从下方压入长颈瓶,从瓶颈流至瓶口,再流到对面的“先师”的杯中,而“先师”右手的高足杯底有一个孔,与“先师”的手臂相连,并且,水会经过孔,从“先师”人像的中空手臂流到其体内的手臂延伸末端的水舱中,这时,水舱会变重,并将“先师”的手臂向上抬起,在杯子碰到“先师”的嘴唇边时,会将“先师”的头向后压,而因为有轴的缘故,“先师”的头会向后仰,作出饮酒状,而在这时,因为在水舱中水位已经超过了水舱上的U型虹吸管的最高点,水会被全部从水舱中抽出,这时,水舱的重量减轻,手臂有重回原位,在酒杯离开嘴唇后,原本的被向后推的头又回到原位,并会因为自身的惯性作几次摆动,很像在向对方点头致意。而最终,在从水舱中抽出的水会流入基座的水箱中,在顶部的蓄水箱流尽后,水又可以从基座中倒出,再次倒入上层的水箱中。 

这样的类似的表演类的机械在艾尔·加扎利的设计中有很多,其中具有定时性质的仅有一台,而在《精巧机械的制造知识》一书中,类似的“表演者”一类的“玩具”还有其他几种,因为它们并没有在时间的定时上有设计,因此在本文中暂时不会有介绍。

以上的两种机械在设计的初衷方面都是侧重于对其自身的自动化娱乐效果的表现,尤其是在“先师亭”的设计上,在有设定的一段时间当中,“先师亭”可以自由运行,所有的动作不需要借助人力,这在其自动化的发展中具有十分重要的影响。而且,这样的服务方式的机械庄装置确实在同时期的世界其他地区都没有出现过,也是成为阿拉伯帝国在那时的非常独特的标志。

最后一种样式的机械不仅具有很高的观赏性和娱乐性,还在酒会中与来访的宾客有互动,运用最简单的机械原理来定时有规律的为其周围的宾客有互动,使其可以极其有效的调动酒会上的气氛,来使其受到众人的关注。

这样的机械被称为酒台(图3),其总体被分为三层,总体形似一栋四层的阿拉伯风格的小楼,在楼的最下处是一个侍女的像,而人像置于一个四角都有支脚的基座上,侍女右手持有一只长颈瓶,盘腿坐在基座上,然后,在侍女的左膝前有一只高足杯,在侍女的基座的4个角上分别有4根铜制的立柱,在立柱上有一个双层的阁间,而在阁间的下层处有一个突出的台,其上有4名乐师,在最右边的有一名笛手,她左边坐着一名手鼓师,再往左边的乐师手上拿着一只琵琶,而最左边的乐师身上挂着一支双面鼓;在乐师台的上面一层,中间有一个小阁,阁中有一位舞者,在阁间上方有一个更大一些的阁间,而其中有一扇小门,由两扇门板构成,在们后有一个侍者的立像,其双手平举,手上分别有一块牌子,其中一块写的是“无酒”,另一块牌子上写“再来两杯”;在上层隔间的顶部有一个大圆顶,而在圆顶的顶端还有一个黄铜制的中空的骑士像,其骑在马上,右手持矛,矛尖向下。

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图 3 酒台

这样的酒台是通过相互的一凸一凹的卡榫结构相互上下层之间的连接的 ,并且宾客会围在酒台周围,在20分钟后,乐师开始奏乐,笛手吹奏出笛声;手鼓师敲击手鼓,琴师弹奏琵琶;大鼓师的双手敲击鼓面。而在她们上面的舞者会左右摇摆身体,最顶部的骑士会开始旋转。而再过一段时间后,骑士会停止转动,并且乐师和舞者都会停止。而骑士的矛尖会指向其中一位宾客,这时,最下方侍女手中的长颈瓶会翻转,把瓶口对向左边的高足杯,并且酒也会从瓶中流出,把高足杯倒满,侍者会把高足杯从侍女人像前端走,将其端给刚才被顶端骑士的矛选中的宾客,客人把酒喝完后,杯子会被放回侍女前的原位。这样的运作每20分钟会进行一次,而在最后一次完成这些动作后,上层隔间的门会被打开,里面出现一个人像,其两只手上分别持有“无酒”和“再来两杯”的牌子。这时,就会需要重新在机械中注酒了。

而相对来看其构造,这一台机械装置的复杂程度确实令人着迷。在小楼顶端的圆顶中置有一个蓄水箱,这一次其中装的是酒,,因为最终酒会被倒入高足杯给宾客享用,在水箱中有一根直通顶端的管,这是用于放置与顶端的骑士相连的柱子。而在水箱中还有一支浮筒,在水箱中的酒在减少至将近完并低于预定值时,浮筒上连接的绳子会拉动上层持双牌的人像,并且把人像推向前倾,直到其重心向前倾,推开门,出现在宾客面前。而在水箱的下层有一个大型的水槽,在水槽中装有一只大容量的翻斗,从上方水箱中出水口流出的酒开始蓄满水斗。而在水槽的下方有一根导管,管子的末端装有第一支水轮,在水轮下方有一只水槽,而水轮的轴上有一支齿轮,在其上还有一个横放的齿轮,横轮的轴一直延伸至顶端的骑士像上,当齿轮转动时,骑士会转动(图4)。

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图 4 酒台上半部构造

而在第一个水轮下的水槽上,有一根短管用于将酒从其中引下;在它们下方安装有第二支水轮,水轮的轴与第一支水轮的轴呈垂直分布,在第二支水轮旁立有一个与其同轴的齿轮,与其相啮合的是一个与其直径,齿数相近的齿轮,而在那个齿轮上有一根长轴,其横贯下层隔间内部,而在长轴上分别装有4组销钉分别控制下一层的3位乐师和中间的舞者;而在第二个水轮的下方设有一只水槽,在水槽下方有一只密封舱,其与水槽通过管道相连,并且在密封舱上有一根导气管通到上面,在笛手后面有一只气哨与导气管相连,而在密封舱旁边有一跟向下的U型虹吸管将酒从密封舱中抽出,而U型管的外管则与其中一根中空立柱连接,立柱中有一根管道通向下方的基座(图5)。

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图 5 酒台下半部构造

与基座中的导管相连,而导管则连接到侍女身上。在这里,侍女右手握住的长颈瓶是可以活动的,瓶子在制作时被分成两个部分,而上下部分的重心点将处于一根轴上,并且,其两半的分界中有一个铜盘隔开,使上下两部分之间不会有水泄漏,而在隔板上还将有一根小的U形虹吸管,管口向下,管子的最高处装在隔板上,并且这根虹吸管是围绕瓶子中间的轴一同转动的,因此不会影响到瓶子的重心,而在瓶子的最下处被加上了一个木质底座,使得在瓶子是空着的时候其始终会保持瓶口向上,而在下半部分瓶身上还有一个小孔,它在瓶子正放着时与侍女的膝盖相接触,并且与侍女膝盖上的小孔相对,使得酒可以流入高足杯中(图6)。

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图 6 长颈瓶构造

每到20分钟,从最顶端的蓄水箱中流下来的酒就会将下方的水斗蓄满,在蓄满后,水斗会因为重力而翻倒,并且把酒倒入水斗下方的水槽中,而在水槽下有一根短管将酒引出,酒流到第一个水轮上,推动水轮,先带动最顶端的骑士转动,之后,汇入第一个水轮下方的水槽中,酒在之后从水槽下方的导管被导出,流到其下方的第二个水轮上,并推动第二个水轮转动,带动齿轮转动,并联动长轴,长轴上的销钉拨动乐师和舞者后面的拨杆,使其开始奏乐表演,并且,从水槽下方的短管中被导出的酒流入其下方的密封舱中将空气向上压出,并进入笛手后方的气哨中使其发出声响,伴随其一同奏乐。而在密封舱中装满酒时,酒会沿旁边的虹吸管抽出密封舱,流入下方的中空立柱,又沿着立柱经过基座中的导管流入长颈瓶的下半部分,并且在下半部分将要被装满时,酒会达到瓶中虹吸管的最高处,然后被从下方抽到长颈瓶的上半部分中,使得瓶子的重心前移,并向前翻倒,就会从瓶口中流出,流入其左边的高足杯中。这一系列的动作在完成后,再过20分钟,整个装置还会再次启动。

在本篇文章中,我们的目光始终停留于水力驱动的机械装置之上,这些装置在严格意义上来说并不能算钟表,但是在广义的计时性质而言,这样的机械还是可以从定时机械的角度来与大家分享的,并且在这些机械中,对时间的要求都是有着相对准确的设定的,并且,在这些装置的介绍中,几乎都涵盖了水斗这一结构,其作为时间的保持和分界装置在两个篇幅中的所有机械装置中都有出现,这样两个篇幅的介绍在此告一段落,而在下面的最后两篇文章中,会向大家介绍专业性更强的机械计时装置,水力驱动的计时器和自动化装置的所有介绍于此告一段落。

在接下来的两篇文章中,我们仍然会用上、下两个篇章来介绍一种全新的计时装置,它在《精巧机械的制造知识》中是一个新的分类,其全新的zhongg结构与钟不同,会在下两篇文章中作为阿拉伯中世纪特色计时装置的收官之作向大家分享,敬请期待!

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