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1、.结构C ONFIGU RATION表为什么会走? 器到陀飞轮文/康威凯插图/薛为钟表就是个神奇的东西,嘀嗒嘀嗒之间就仿佛有了生命。当钟表在还只是一堆零件的 时候,即使被工匠加 工得再典丽也 死气 沉沉的。只见大 师们严道地装配,特别是用级子轻轻地一 拨摇轮,表就奇迹般的 活了。摇轮乃至整个摘纵系统如同心脏似的,一只新表 的.人生”就此展开。难道是钟 表大师 学会了某种魔力?殊不知你所.到一切,作为人类智粗的结晶和 人类对精确时间的 渴求,经历了几千年的 发展,这条道路不是一帆风顺的。不要再小,你腕上的手 表。神奇的水嫩人们用钟表计时的 历史已经几百 年了生 活之中无处不依赖它没有表的时候.充
2、满沙 的沙漏. 盛满水的 漏壶、使用阳光的日暑(甚至有人直接通过看太阳估计时间)都可以对时间进 行一 定程度的表述。在瑞士拉绍德封(LaChau x一de-厂。nds )的国际钟表博物馆(Mus e6in-te rnatio naldho rloge rie)里陈列 着沙漏、 漏壶 和日暑等原始计时工具,最终这些 物件都没落了,几乎 被遗忘为何最终人类 选定成 套 的齿轮 组 来 获取 准确 的时间。成 套的齿轮组就是钟表我 喜爱这个有诗意 的结论:钟 表甚至和整个生物世界一样. 都来 自于水我积结构1C O NFIG UR户L 1,ION极建议 大 家去观察漏壶与现代钟表共性的一 面.因为他
3、们真的拥 有亲缘关系。即使 一只没有防水功 能的表,一 接触水就报废了但水就是现代钟表的母亲。钟表的故事也势必从水讲起。难道 没有听说过“时间长河“一词吗7为什么要把时间比喻成河,河流奔腾不息.一去不返真 的就好像从身边匆匆溜 走的 时间。水 流是一种动 力.用机械计量时 间也需要动 力。在发 条被发明 以前,利用 水力计时是很不错的选择因为水流持续而稳定。中国人对世界的贡献.钟表 是我国的第五 大发明“香港钟表大 师矫大羽先生走遍世界宣讲他的这一观点。目前世界钟表业界已经基本认同。北宋时期我国科学家苏颂在公元,09 4年制造出 当时超乎想象的水运仪象台。那是 一座底为正方形、下宽上窄的木结构
4、建筑,高约十二米分三 大层.它是也是世界 上最古老的天文钟。苏颂在水运仪象台 中创造出擒纵器的雏形.用水流为动力。因为擒纵器是后世钟表的最关键部件,因此水运仪象台成为现代钟表 的祖先。擒纵器对于钟表来 说太重要了.它的概念非同小可。简单讲.擒纵器是一种能够将动 力等分的装置。如果过于抽象,我会引用日本庭 院里的一个例子。日本庭院里喜欢在小 溪 中架设 一种竹筒制作的装置。当水流进竹筒.竹筒因重 力变化而翻 倒,水随即从竹筒里 流出此后空竹筒又会自然复位.然后再有水流入竹筒,就这样周而复 始。其实竹筒装 置就是个最为简单的擒纵器,在它 的作用下 水流被分成若干个等份。通常情况下,竹筒每次往复的时
5、间也大致相同。发挥一点想 象力.在脑海中把水流换为发条,把竹筒换 为钟摆,就很接近现代的机械钟表了。组小、编小、再绪小.虽然“钟表“是一个 词.但钟和表之间还是有着很多区别。世界上率先 有了钟随后有的表,但钟和表 的区别绝不仅仅体现在个头 上。钟是摆放在固定地点观看时间 的计时工具.表是可以随身携带并随时观看时 间的计时工 具。人 们对座钟巨大 的钟摆非 常熟悉它依靠地球引力,每天来回摆动显得十分傲慢。因为钟摆和擒纵器可以将发条的力平分在发条耗尽之前大钟就能够一 分一秒地走着显 示时间。如果你拆解过机械钟当钟摆和擒纵器没有和其他齿轮相关联时,发条 的 能量一旦释放注定 表针会 变得像电风扇一样
6、,直到发条完全释放“风扇“才会停.这就是钟摆的奇妙作用。座钟的擒纵器利用钟摆 的摆动调速,这是在钟没 有受到外力 影响 的情况 下。但如果是随身 携带 的计时工具.肯 定会受到外力影响。我们要感谢航海对 于钟表发展的巨大贡献,因为首先是在 颠簸的船上人 们发 觉座钟失效了,更重 要 的是航海 需 要了解准确 的时间。就这样航海专用计时器诞生了.或许这就是 表从钟的范畴里分离出来 的历史瞬 间。航海计时器不怕海上的惊涛骇浪.因为钟摆不见了,钟摆的缩小版本摆轮接替了这一 工作。纵使在外观上钟摆和摆轮差别很大,但原理却是完全相同的。摆轮到了怀 表里面体积再次缩小.进.结构C ON FIGU RAT
7、IO N, 日盯睁匕吃乳困分群曰心引力、温度变化、润滑油挥发、齿轮 的加工 工艺、巨大 的冲击力和磁场等.二百年里这些因素都采用不同的方式予以解决。那么消除地心引力 影响 的一种手段就是一陀飞轮擒纵调速器“,简称“陀飞轮(下ou rb i ll on )。“陀飞轮 一词是巧妙的音译与 意译相结合 的产物.很贴切声形并茂。在原 文中To ur bi l io n的意思是旋风或旋转 物体看来陀飞轮工作起来一定是要和旋转结缘了。陀飞轮的原理不是很难 难点是制造时的加 工难度。宝矶老先 生在1 80 1年取得了陀飞轮的发明专利,他制造出一个类似笼子似的框架,把摆轮 和擒纵器包括:摆轮、游丝、擒纵轮(五
8、番车)和擒纵叉全部按原先位置安装在 笼 子里.最后是让笼子 不停地旋转,摆轮和擒纵器就跟随笼子旋转着工作。这样一来.即使怀表垂直于地面因为整个 调速装置被一个笼子带着不停旋转.那种绝对垂直于地面的状态就算还有也转 瞬即逝。陀飞轮 的发明让怀表走得更准确了。目前手表 上 的陀飞轮要比怀表的小上很多.原 先的调 速装置加上 笼子的结入手 表就更纤巧了。钟 摆是利用自身重力来回摆动.但摆 轮很轻是 由起弹 簧作用的游丝 来协助 来回摆动 的。陀飞轮,情况有些组杂了.陀飞轮是钟表领域里恒久经典的话题.最初被发明的原因是让怀 表 走得更准。怀表在制造过程 中都是 平放的当时摆 轮已经很精密.钟表大师们
9、可以把 摆轮调校得很好.怀表运转起来也很准。但表销售 给客户以后情况就变了由于怀表 在不 看时多置 于口袋 中.基本垂直于地面。就是因为垂直于地面.地心引力无形 中对怀表摆轮有一个向下的拉力。此时此刻先前钟 表大师调校得再准也没有用.地心引 力就让表不精准了。当然影响机械钟表走时准确的因素很多,如:地构.上百 个不同材质的零件组 合在一起总重也就是0 .2一0 .3克重,加工难度可想而 知。所以只有十分昂贵的表才会安 装。因为手表是佩戴在手腕上 的,与经常放在口袋里的怀表 又 有分别,手表垂直于地面的机率明显比怀表要少,反 倒是受到意外冲击力多一 些。因此陀飞轮手表更多是在展示玄妙的机械及金属
10、 加工水平.是赏玩佳品,用陀飞轮提高准确度的作用确实不是很大。未来之路.经过音叉表的过渡后.1970年代中现代石英表最终定型。石英表与机械表相比.主要把发条储能发 条带 动齿轮 改变 为电池储能和微型马达带动齿轮,最后的问题还是会落在如何进行调 速上。科学 家率先发现经过精密 切割 的 石英晶体一旦有电流 穿过就会产生有规律的振动.频率为每秒32,768次.比起机械钟表里摆轮的最高振频每秒10转(36,OO 0v /h )高上很多很多。这就是石英表比机械表普遍准 确的直接原因。石英表走时准确 又比较廉价,这 是 普通人对于钟表 的基本要 求但人们又 发现像石英机芯里的电子部 件没 有纯机械装置耐用,美感也不是很强。时至今日.机械表与 石英表经过 多次较量后 握手言和各 占半壁江山。采用传统擒纵的表不再过分 强调准确度指标而比石英表更准确 的 可接收授 时中心电子信号的表已经诞 生了它象征着绝对准确。在文章的最后我推崇这样一句话.这既是 对前人 的崇敬.又是对各种争论的
