揭秘老北京四九城里的报时中心,暮鼓晨钟里的古代科学
北京日报副刊 2022-12-01 10:30

在没有钟表的古代,老北京四九城里有个报时中心,就是钟鼓楼。“鼓楼击鼓定更,钟楼撞钟报时。”人们听着钟鼓声起居劳作,这就是“暮鼓晨钟”。

北京钟鼓楼始建于元至元九年(1272年),处于元大都的中心位置。据《元一统志·大都路》载:“(至元)九年二月改号大都,迁居民以实之,建钟鼓楼于城中。”鼓楼,初名“齐政楼”,取齐金、木、水、火、土、日、月七政之意。上设漏壶鼓角,在中心阁稍西;钟楼在鼓楼之北,阁四阿,檐三重,悬钟于上,声远愈闻之。

在《马可·波罗行纪》中也有钟鼓楼的记载:“城之中央有一极大宫殿,中悬大钟一口,夜间若鸣钟三下,则禁止人行,除产妇与病人需要外,无人敢通行道中。纵许行者,亦须挟灯火而出。”

于是,钟鼓楼担负起了那时整个城市的报时功能:“其上则昼谨时刻,夜严鼓角。所以警动其民之观听而时其作息之节。”曾到过大都的元代诗人张宪亲身感受后,写下了诗句予以赞美:“层楼拱立夹通衢,鼓奏钟鸣壮帝畿。”这句诗表现出了当时元大都街道建筑的巍峨,以及钟鼓鸣奏下的帝都气势恢弘的景象。

元代的钟鼓楼后来毁于战火。明代于永乐十八年(1421年)新建了钟鼓楼,这是两座单体的墩台式建筑,位于北京中轴线最北端。可惜的是,明代钟鼓楼曾两次毁于火。清代重建时,为防止火灾采用了砖石无梁拱券式结构建设。

鼓楼里设置了用于定更的二十五面大鼓,其中一面主鼓,二十四面群鼓,群鼓是按照二十四节气而设置的;钟楼上悬挂一口报时大钟,最先是永乐初年铸造的一口大铁钟,悬挂于钟楼二层,钟体通高4.4米,钟下口直径2.4米,重约25吨,因钟声不够洪亮,发挥不出为京城撞钟报时服务的功能。于是,在此后的永乐年间,重新铸造了一口永乐报时铜钟,将那口铁钟换了下来。这口永乐大铜钟,钟体通高7.02米,直径3.4米,厚度0.245米,重约63吨,堪称“古钟之最”。钟体高大呈圆状,为铜锡合金铸造,具有良好的硬度及韧性,声音洪亮,且延展性好,延长音多,所以声音悠长传播至远。

如此巨大的铜钟,在科技并不发达的古代,人们是如何铸造的呢?我们不妨看一下明末科学家宋应星在《天工开物》中的记载,当时铸造大型钟需要“掘坑深丈几尺,燥筑其中如房舍,诞泥作模骨,其模骨用石灰三和土筑……凡火铜至万钧,非手足所能驱使,四面筑炉,四面泥作槽道,其道上口承接炉中,下口斜低以就钟鼎入铜孔,槽旁一齐红炭炽围。洪炉熔化时,决开槽梗(先用泥土为梗塞住),一齐如水横流,从槽道中视注而下,钟鼎成矣。”这个记载就给我们解开了那时铸造大钟的谜团。可见,当时没有大型熔炉条件下,铸造几十吨重的大钟,均需采用地坑造型群炉熔铸的方法来进行,可见古人的智慧也是不简单的。

如此重的铜钟,那时又没有起重设备,是怎么挂上去的呢?有史学家研究发现,在古代建设钟楼,一般都是用堆土的方式往上吊钟的,人们在钟楼两侧用土堆成和钟楼一样高的斜坡,然后靠人力把大钟拉上去,等大钟安装完成后再把下面的土堆移走。为了方便拖拉大钟,人们还会利用冬天泼水结冰的方法进行施工,这样能减少摩擦,拖拉省力。

钟鼓楼用于定更、报时的器具都是精心设置的。据《日下旧闻考》载:“鼓楼上置铜刻漏,制作极为精妙,故老相传,以为宋朝故物。其制为铜漏壶四:上曰天池,次曰平水,又次曰万分,下曰收水。中安铙神,设机械,时至,则每刻击铙者八,以壶水满为度,涸则随时增添,冬则用温水。”鼓楼上设置刻漏是为了计算时间,到了时间,就开始击鼓撞钟。

清代报时方法是:定更及亮更,皆先击鼓后撞钟,其二更至四更则只撞钟不击鼓。乾隆后改为只在夜里先后击鼓撞钟报两次更,即戌时(19时至21时)称作定更,就是人们听到后可以休息了;寅时(3时至5时)称作亮更,人们听到即可以起床了。钟鼓敲击方法一样,俗称“紧十八,慢十八,不紧不慢又十八”,快慢相间计六次,总共计一百零八声。

钟鼓楼报时职能隶属于銮仪卫管辖,这个銮仪卫是负责皇帝出行仪仗和皇帝保卫工作的机构,总管为正一品武官。据《钦定大清会典》载:“率校尉鸣金伐鼓、夜则值更。神武门外钟鼓楼,设更鼓晨钟,每夜派校尉承值。”每晚值班的銮仪卫校尉,戌时定更,司鼓校尉以“对灯”为号,钟声响,城门关,交通断,叫“净街”。

“九门八典一口钟”,是老北京过去常说的一句谚语,意思是北京内城的九个城门启闭,都要听钟楼的钟声为信号;皇城和紫禁城的更夫也要听钟楼的钟声行动;大臣上早朝,三更起床,四更到午门外朝房等候,五更上朝,进入午门上早朝,均要以此为信号。

清代重建钟鼓楼时,乾隆皇帝为此专门写了《御制重建钟楼碑记》,其中对当时钟楼撞钟报时的情形,有过生动形象的描述:“当午夜严更,九衢启曙,景钟发声,与宫壶之刻漏,周庐之铃柝,疾徐相应。清宵气肃,轻飙远扬,都城内外,十有余里,莫不耸听。”这里,乾隆皇帝是说,当时的钟声能够传到十余里远。

果真如此吗?中国科学院声学研究所曾运用现代科学仪器,对钟楼报时铜钟的钟声进行过两次测量,结果表明:当敲钟声音为50分贝时,无高大建筑阻挡的情况下,可以在近4公里处听到钟声;如果加大到110分贝时,可在10公里处听到钟声。

元明清时期,北京钟楼周围并无高大建筑物,如果用力敲响铜钟,显然可以在10公里以外听到。乾隆皇帝所言“都城内外,十有余里,莫不耸听”,应不虚也。

供图/视觉中国

编辑/彭小菲

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