基于古代線性計時方式的時間產品設計研究

薛艷敏，姚婕婷，葛暢，余隋懷

（1.西安理工大學，西安 710058；2.西北工業大學，西安 710072）

人類生活與時間有著密切的關聯，因而對時間進行測量具有非常重要的意義。早期人類通過對日月循環和四季變換的觀察認識到了時間。根據人們對時間認識的不同，逐漸形成了兩種時間觀念：線性時間觀和循環時間觀。從古至今，人們為了滿足生產工作和日常生活的需要，發明了許多計時器具來測量時間。現代人擁有種類豐富的計時工具，例如腕表、電子鐘、智能產品等，這些精確到分秒的現代計時產品絕大多數都是以循環時間感知方式為基礎進行設計的，而在中國古代，以線性時間感知主導的計時方式則為數不少。研究表明時間觀念的不同很大程度上影響個體思想和行動，本文通過兩種時間觀對個體行為決策的影響，以線性時間觀對個體行為的積極影響為出發點，總結了古代線性計時方式的可視化特征，并以此為基礎提煉新的設計靈感，提出線性時間可視化產品設計策略。

1 時間觀及其對個體的影響

1.1 線性時間觀與循環時間觀

時間是一種沒有實質形態的概念，個體感知和體驗時間是基于歷史與文化背景通過實踐自發完成的，是人類闡釋人生、感知世界的方式。時間本身雖然是客觀的，其中卻飽含著豐富多樣的文化內涵，古希臘人認為時間是循環往復的，而擁有強烈歷史意識的基督教文化完全反對循環時間理論，他們認為時間是線性發展的。中國古代思想則兼具兩種時間觀，不像西方思想那樣極端排他，而是和平共處，這些豐富的時間觀念正是形成于各民族對時間的不同看法和理解[1]。

線性時間觀把時間看作是一條永遠不會停止的、單向向前延伸的直線，流逝的時間不會再回轉。確切地說，線性時間觀認為時間是物質運動和狀態變化的連續性反映，把時間看作是過去、現在和未來聯結而成的完整系統，時間是由物質固有形態的延續性和物質狀態交換無法逆轉的一般順序性這兩者的統一所表現的，物質狀態更迭的每一個環節都以固定的形態存在，并且一去不復返[2]。

循環時間觀則將時間理解成一個圓圈，按照自然變化規律往復循環，周而復始，所有事物都會在運行完一個完整周期之后恢復原狀。在信奉循環時間觀的人看來，時間是循環重復的，它是不斷轉身、關注已經發生的事、追求穩固狀態和對稱性的閉合圓環，是一個不斷回到原點的可逆的過程[3]。循環時間觀是在人們對每日所見的自然現象（如海水的周期性漲落、四季往復交替、天體的循環運動）的觀察過程中，所形成的周期性的時間觀念。

1.2 兩種時間觀對個體思想和行為的影響

時間認識方式的不同使信奉兩種時間觀的人在作出與未來相關的決策時表現出不一樣的行為。通過研究個體情緒發現，信奉循環時間觀的人其生活步調與節奏往往呈現出循環重復的狀態，雖然這種生活習慣與節奏偶爾會因為外部情緒而破壞，但是經過個體的調解會逐漸恢復原狀[4]。此外，另有研究發現，信奉線性時間觀的人認為未來總會往好的方向發展，因此不需要在現下進行儲蓄[5]。

這些不同的行為傾向反映出信奉不同時間觀念的人對未來事物變化的期望大不相同。線性時間觀的文化認為歷史總是在進步，從過去到未來事物會隨著時間的流逝發生巨大的變化。而循環時間觀的文化則將時間與自然界中看似反復發生的事件聯系在一起，比如日復一日的白天黑夜與四季變換。在對未來事物的期望上，信奉循環時間觀的人與信奉線性時間觀的人相比沒有明顯的好與壞的期待。

時間是不可見的，現實生活中在不借助計時工具的幫助下，人們對時間流逝的長短、快慢等變化的感覺與判斷稱為時間感，又稱為時間知覺[6]。時間知覺是影響個體決策的重要因素，余習德等[7]在關于時間流逝注意與時間管理的研究中發現，從時間元認知、生活實踐的角度，增強時間流逝意識或有助于時間管控能力，促使個體引發珍惜時間的情緒。此外，其在關于時間流逝感的實驗中對多個實驗對象進行了問卷調查，結果表明當個體意識到時間流逝得很快時，會更加注重做好當下的事情[8]。由于時間的不可見性，人們需要通過客觀計時工具對時間進行主觀判斷，而計時工具的時間具象化方式在一定程度上影響了個體的時間知覺，也就是個體對時間流逝的感知，從而間接影響著個體的思想和行為。

2 以循環時間意識為主導的現代計時器設計

從古至今，人們為了自身的生存與發展發明了各種各樣的計時工具來計量時間。人類最早關于時間的想象來自于天時物候中所蘊藏的獨特的周期、規律和秩序，如圖1所示的圭表是我國最原始的天文儀器，它的原理是通過對太陽光影的觀察來測定時間。將一根棍子直立在有太陽光照射的地方，通過觀察地面光影的轉動來判斷時間，這一簡單的物理現象就是后來太陽鐘的雛形，隨著社會發展的進步，逐漸演化成日晷等計時儀器。

圖1 圭表Fig.1 Guibiao

人類最早的時間產品就是以循環時間意識為主導進行設計的，現代計時產品大多沿襲了這種表現形式。隨著科學的發展和技術的進步，機械鐘表、石英鐘表、電子鐘表等計時儀器相繼進入人們的生活，盡管這些計時儀器背后的技術原理大不相同，但其時間表現形式多為圓形表盤與指針相結合的方式，這與古代計時儀器中的日晷極為相似（見圖2）。人類對時間點、線的幾何式的看法，實際上是基于把時間定義成無數時間間隔的連續體，并將這個連續體上的元素提取出來進行研究才形成的，這正是鐘表的時間顯示方式，而鐘表所傳達的時間信息是人為規定的。時間在人為規定中反應出均勻的、周期性的、可計量的特征，這種時間表現形式滿足了工業時代的要求。

圖2 日晷與現代鐘表、手表Fig.2 Sundials and modern clocks and watches

這種精確、均勻的周期是人類對時間的想象，人們對時間的計量越來越精確，也越來越趨近穩定的周期現象，流逝的時間被限定在刻度精確的圓形表盤上，指針勻速穩定的轉動使時間似乎由單向向前行進變成了不斷往復循環的機械式運動，最終變成僅僅用來表示當下時刻的絕對數字[9]。這樣的計時方式無形中削弱了人們對時間流逝的感知，就像“明日復明日，明日何其多”中所描述的那樣，每一日都變成了相同的24小時，這種淡薄的時間知覺無形中加劇了人們的拖延心理。

3 古代計時方式中的線性時間可視化

除了汲取天象物候的靈感而創造出的循環計時方式之外，充滿智慧的古代人從某些物體運動的物理變化和物質的化學變化中也獲得啟發，制造出了基于線性時間流逝方向的計時方式，這些方式具象化地表現了時間的流逝。

3.1 時間箭頭與線性時間可視化

“時間”在現代自然科學中被認為是一個很重要的概念，關于“時間箭頭”到底是否存在，也就是時間的流逝是否有確定單一的方向這個問題，一直是各種自然科學理論中的根本性問題。時間是有固定方向的，它總是從過去向未來流動。

19世紀50年代，通過復雜的數學運算和觀念凝練，克勞修斯基于卡諾原理闡述了更加普遍的不可逆性原理，也就是熱力學第二定律?？藙谛匏固岢鰪牡蜔崃课矬w到高熱量物體沒有自發的熱量傳輸。后來，克勞修斯引入了一個全新的概念——熵，它表示的是系統熱含量與其絕對溫度之比，從而證明了一個孤立系統的熵永遠不會自動減少。這個原理表明了能量的集中耗散、有效無效、高值低值呈現出不可逆的變化，從而顯示了“時間箭頭”的存在[10]。當代最著名的天體物理學家霍金（S.W.Haw king）認為時間箭頭能明確地區分過去和未來，使時間有了確定的方向。他提出了三種時間箭頭，第一種就是熱力學時間箭頭，指的是物體在這個時間方向上的無序度或熵增加[11]。中國古代的線性計時方式可以說是由熱力學時間箭頭這一科學原理而實現線性時間可視化的。

3.2 “一盞茶”時間與“一炷香”時間

中國古代文學作品中常常出現“一盞茶”時間這樣的表述，古人所說的一盞茶時間，指的是一杯茶從沖泡開始到一飲而盡，其實就是茶水涼到可以入口的程度所用的時間，夏季約為15分鐘，冬季則更短。

同樣經常出現在古代文學作品中的“一炷香”時間（線香從點燃到完全燒成灰燼的時間，約為一小時）也是熱力學時間的一種表現方式。在我國關于用香計時的記載最早在六朝時就出現了，南北朝詩人庾肩吾的詩作《奉和春夜應令》中就有“燒香知夜漏，刻燭驗更籌”這樣的句子[12]。在空氣穩定的情況下，質量相等的香燃燒時間基本一致，這時燃香就能用來表示時間。智慧的古代人還在香上刻上刻度，用來計算時辰及五更，這樣的香稱之為更香。為了便于不斷地、均勻地燃燒，更香大多制作得比較長，并且被旋轉成盤狀或壓制成多種圖案，例如“囍”“?！薄皦邸钡仍谥袊鴤鹘y文化中蘊含美好寓意的字樣，這種香被稱為香篆鐘，如圖3所示，是兩款不同字型、不同時刻的香篆鐘。如果將金屬小球用線懸掛在香盤上特定時刻的位置，并將一個金屬盤放置在香篆下方，當線香燃燒到固定點時，小球就會掉落到金屬盤上，發出聲響向人們報時，這與現代鬧鐘的功能相類似，因此被稱為“火鬧鐘”。如圖4所示的“龍舟香漏”就是如此，除了計時功能之外，它還具備定時鬧鐘的功能。

圖3 香篆鐘Fig.3 Xiangzhuan clock

圖4 龍舟香漏Fig.4 Dragon boat incense leak

3.3 水時計漏刻

除了上述兩種線性計時方式外，中國古代使用歷史最悠久、最重要的計時工具——漏刻同樣是一種線性計時方式。考古研究發現，在大約一萬年前的新石器時代，我國許多地區就已經能制作陶器。用來盛水的陶器在使用時出現了因殘損而漏水的情況，而時間長短與漏水的多少有著對應關系，以此為開端人們發明了用水來計時的漏刻，并不斷改良使這種計時方式越來越精確。

最早的漏刻形式較為簡單，多為一只底部開有小口的壺，使用時在壺中灌滿水，壺中的水會從小口自由流淌，規定一壺水流干為一單位時間，壺水能夠不斷灌滿循環使用。這種漏壺只適用于不需要精確計時的場合。為了更準確地計時，人們將時間標記刻畫在漏壺的壺壁上，當壺中水平面下降到某一刻度時，就能大致讀出對應時刻。然而，這種方式在讀取時較為困難，后續又進行了改進，人們在木棍或竹條上刻上時間刻度，將其豎直插進壺中，通過觀測水壺中木棍或竹條被水平面淹沒位置的刻度來讀取時間，稱之為淹箭法[13]。

經過大量實踐，人們發現由于水對木棍或竹條有附著力，要準確讀取水面淹沒的刻度并不方便，因此又發明了沉箭法。人們將箭舟（竹片或木片）放入水中，箭舟會因為浮力浮在水面上，箭舟上方豎起一支箭尺（用竹或木制成的尺子），并在上面加一個有孔的蓋子，使箭從孔中穿過，隨水面的下降而不斷降低。人們通過察看壺蓋遮擋到的刻度線，就能很方便地讀出時間。如圖5所示的西漢“千章銅漏”就是典型的單壺泄水型沉箭漏。

圖5 西漢“千章銅漏”Fig.5 "Qianzhang Copper leakage" in the Western Han Dynasty

3.4 兩種計時方式的比較

在上文中對兩種時間觀念以及相對應的計時方式進行了研究，可以發現兩種時間觀在其哲學定義、科學內涵、歷史典故以及由其主導的計時器表現形式上都有著明顯的區別，而這些計時方式所引發的時間知覺意識帶來的心理效應對人的行為也有著不同的影響，見表1。

表1 循環計時與線性計時對比Tab.1 Comparison between cyclic timing and linear timing

4 線性時間可視化產品設計策略

時間產品是時間信息的承載物，線性時間產品的設計目的是使用戶能夠直觀感知到時間的流逝，從而引發其珍惜時間的心理，本文從線性時間信息可視化表達以及時間產品的基本構成要素兩個方面提出設計策略。

4.1 時間流逝感的具象化表達

4.1.1 時間信息載體的單向、均勻以及連續性

線性時間是客觀的時間，具有單向向前、勻速、連續的特點?？陀^時間不會因人類的定義而改變，事物的自然變化所表現出的時間流逝狀態才更加符合時間的實質狀態，線性時間信息的表達正是基于這種理解還原真實時間的。通過對古代線性計時方式的研究，可以發現客觀時間流逝的具象化方式大多是在人們對生活中自然現象的觀察中演化創造出來的，這些自然現象的發生揭示了能量耗散的基本原理，反映出不可逆轉、均勻、連續的物質變化狀態，例如燃燒產生的物質損耗、水流在重力作用下產生的流動軌跡、植物生長凋零的變化、風化侵蝕痕跡、金屬在空氣中隨時間流逝發生的氧化反應等。因此，在進行線性時間表達產品設計時，可以通過人為制造物質的能量耗散現象來表現時間的流逝，并且在選擇線性時間信息載體時要符合客觀時間的本質內涵，還原時間信息的客觀狀態，使時間產品呈現當下時間信息的方式滿足均勻連續向前的特點。

如圖6所示，是筆者以上述策略為依據設計的一款線性時間可視化產品，目標人群為在校大學生以及年輕白領群體，目的在于強化個體對時間流逝感的知覺意識，增強時間觀念并改善拖延狀況。該設計將碎紙機的原理和形式融入，時間產品中，上半部分為由時間顯示區域與日歷卡片放置位置組成，下半部分半透明容器為紙屑收納盒，每一張日歷卡片代表一天二十四小時，隨著時間流逝日歷卡片逐漸被粉碎成紙屑落入下方收納盒中，這種方式符合前文所述中通過技術手段模擬單向、均勻且連續的時間信息表現方式，基本符合人們對時間流逝的主觀認知。

圖6 線性時間可視化產品創新設計Fig.6 Innovation design of linear-time visualization products

4.1.2 可喚起強烈的關于時間失去的情緒體驗

產品應該以用戶為核心，時間與人的生活緊密聯系，時間產品不僅僅是一個表示時刻的工具，其所內涵的時間意識能夠顯著影響用戶的行為，個體通過觀察時鐘或日歷來判斷時間流逝的快慢。時間不會隨個體的想法和意志改變，但個體對時間流逝的表現卻飽含主觀情緒與知覺主動性，這在西方哲學中被劃分為自我時間與世界時間。本研究的目的是通過增強時間流逝意識的方式來提醒用戶珍惜時間，因此，在設計時間產品時要盡可能表現出時間失去的情緒體驗，使用戶在與產品產生互動的瞬間就能感知時間不斷消逝的過程。例如，前文中筆者設計的線性時間產品，流逝的時間就像不斷粉碎的紙屑，能夠引起用戶強烈的時間失去的情緒。

為了強化時間流逝意識，在設計時可以將自然現象元素轉化為產品，可以直接選擇隨時間產生快速且相對均勻變化的物質現象作為線性時間產品的信息載體，例如香燭燃燒產生的物質損耗、水流造成的水位變化等，除此之外還可以通過技術手段模擬經過大量時間才能反映出明顯變化的自然現象或短時間變化明顯但非勻速的物質線性運動，例如植物隨時間流逝產生的生長變化或墨水滴入清水后隨時間產生的擴散現象，前者需要大量的時間，后者變化快但非勻速。

4.2 時間產品的基本構成要素

“計時方式”可以理解為聯系時間產品和用戶的認知“界面”，從古至今時間產品的造型設計一直非常考究，在一定程度上反映了各時代、各民族的審美情趣與價值取向，除了理性地傳達時間刻度外，時間產品還應反映出個體的時間觀與情緒感覺，除了其技術原理外，造型語言與文化內涵也是設計需要著重考量的要素。

4.2.1 時間信息的知覺媒介選擇

在人因學設計領域，呈現信息的介質被稱為顯示裝置，它指的是呈現信息的任意方式，包括了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺以及味覺[14]。因為外界刺激感官使時間信息得以被大腦接受，所以時間信息載體的種類也是由感覺器官所決定的。線性時間表現方式的基本原理是通過事物隨時間流逝所產生的變化來表達時間，而這種變化正是通過感覺器官傳達給人的，一盞熱茶放涼的時間利用了觸覺介質，水位由高到低變化的時間則是利用了視覺介質。理解了信息傳播的介質就能自由選擇相符合的載體，采用在舊有造型的基礎上增加新的功能、替換材料、改變表現形式等方法進行新產品的設計。

在對時間的認識過程中，除了直接經驗之外，必然會受到環境帶來的間接經驗的影響。為了盡可能避免人在接收時間信息時受到環境干擾而發生知覺的錯誤判斷，以及降低其學習成本，在進行線性時間感知產品設計時需要遵循原型理論。原型指的是對于特定事物的形式或類別，個體在以往經驗中形成的固有認知印象，人們能夠借助原型作出快速判斷，喚起直接的、強烈的情緒體驗[15]。就像帶有指針的圓形表盤的視覺形式已經深入人心，人們只需通過很短的時間就可以判斷這是一種時間產品，在設計線性時間產品時也要盡可能利用熟悉的原型，避免知覺誤判。如前文中筆者的設計就在日歷卡片上設置了0到24這一大眾所熟知的時間刻度，從而使用戶明晰這是一件時間產品（見圖7）。

圖7 0到24時間刻度Fig.7 Time scale (0 to 24)

4.2.2 時間產品的情感化造型設計

線性時間產品區別于一般鐘表的是其與用戶在心理層面產生的情感共鳴，因此其造型設計也應該考慮情感因素，而產品的情感化表現是其形態、色彩、材質等多方面造型要素共同作用的結果[16]。

產品形態是產品造型設計最基本的要素，由于線性時間信息的內涵多為自然現象，在設計產品形態時可以采用具象形態抽象簡化的方法，將可見的自然形態、人為形態提取出來，根據產品需求進行形態的抽象簡化與分割組合[17]。具象形態的抽象簡化要去粗取精，保留獨特的造型語言并將其抽象化成簡單的幾何圖形，形態的分割組合則要根據功能需求在簡化幾何形態的基礎上進行多種不同組合的嘗試。

色彩具有豐富的情感內涵，同時是視覺上最直觀的表達方式，因此能在產品設計時與受眾產生強烈共鳴，以科學方法對古代計時方式或其他相關傳統器物的各類色彩元素進行提取，自由搭配組合不同色塊，利用色彩所獨有的情感傾向和精神內涵來體現計時文化特征。為了準確反映設計所要表現的不同時代、不同地區的文化特征，色彩的搭配必須遵循一定規律。

載體是產品的骨骼，而材質是載體的血肉，將不同屬性的各類材料與富含多種文化特色的傳統工藝或基于工業科學技術手段的現代工藝結合起來，以線性計時產品的功能需求為基礎，通過多種材質搭配組合進行設計，在保留產品材料獨特性的同時重塑其使用功能。例如古代最重要的計時儀器之一的漏刻，其所涉及的材料主要有陶、銅、玉、玻璃等，不同的材質會影響漏刻的水位、流管、溫度、水質等因素。

4.2.3 舊形式的可持續設計合理化

近年來世界人口數量仍在持續增長，使世界能源危機加劇，設計師在設計產品時應當關注如何減輕對自然資源的過度開采和對環境的破壞。

古代線性計時器由于其所基于的能量耗散原理，不可避免地產生了一些資源浪費，例如通過燃燒進行計時的香漏，在制造和使用時并不符合當今可持續設計的原則，設計師在設計時應利用當下新科技、新材料，減少廢物的制造，實現廢物回收利用，在實現功能的同時，實現產品的可持續性。同樣以前文中筆者設計的計時器為例，其中所需的日歷卡片就是由廢棄紙回收后重新加工制成的再生紙（見圖8）?，F代人快節奏的生活環境和龐大的信息流使人們所用的產品更迭迅速，人們對時尚潮流的追求造成了資源浪費，也增加了環保壓力。因此，在設計產品時應遵循3R原則，節約不可再生資源，在滿足生活實用性的同時尊重自然環境，付諸行動以實現代際公平。

圖8 再生紙日歷卡片Fig.8 Calendar card using recycled paper

5 結語

個體對時間流逝感的知覺使其更清晰地意識到時間的流逝，更注重完成好當下的事情，從而改善拖延習慣提升工作效率。古代利用事物隨時間運動變化的方式進行計時，更接近自然時間的本質。本文提出以古代線性計時方式為基礎進行線性時間感知產品設計，應當從線性時間信息可視化表達以及時間產品構成基本要素兩個方面進行考慮，線性時間信息的可視化策略包含時間信息載體的單向、均勻以及連續性表達以及能夠喚起強烈的關于時間失去的情緒體驗，時間產品設計還需綜合考慮時間信息的知覺媒介選擇、時間產品的情感化造型設計以及舊形式的可持續設計合理化等因素，為設計出功能性和文化性兼具的時間產品提供了有價值的參考。