第8章 钟表

在古代，人类主要利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。中国人发明制造的日晷、漏壶，以及水运仪象台都是世界上最古老的计时器。而能够持续不断工作的钟表的出现，改变了白天黑夜分别计时的传统，使一昼夜均等24小时的计时制得以推行。这一计时制的出现，成为时间观念史上的一件大事。

欧洲古老的机械钟，出现在14世纪的欧洲，它是由挂在绳子一端的重锤所驱动，绳子的另一端绕在一个轴上，随着重锤的下降，轴相应的转动，再通过齿轮带动钟的指针旋转。

1510年，德国锁匠彼得·亨兰率先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟表，然而这种表的计时效果并不理想：发条若是上得太紧，指针就会走得过快；发条若是上得过松，指针就会运行得慢。

针对这一缺点，捷克人雅各布·赫克对其进行了改进。他设计出一个锥形蜗轮，由锥形蜗轮和一卷发条共同组成表的驱动机构。当发条逐渐舒张时，它通过一条绳子带动锥形蜗轮和表内的齿轮。锥形蜗轮的形状恰好能够补偿发条出力的变化。当发条卷紧时，作用力强烈地作用在锥形蜗轮的顶端，这里的杠杆作用较弱；当发条慢慢放松时，它的拉力就减弱，作用力作用在蜗轮轮子的底部，而这里的杠杆作用则较强。因此，钟表机械得以均匀地运转。

1657年，荷兰物理学家惠更斯首先把重力引入钟表，做成了世界上第一台精确的摆钟。摆钟不像以前的钟表要另设驱动机构来推动对称横臂，而是由地球重力推动。随着单摆被用于时钟，时钟的精度越来越高，到了17世纪中叶，钟表的最小误差已由每天15分钟，减少到10分钟。精确时钟的出现，使各地区的时间协调统一起来。

17世纪后期，游丝的发明，为现代精密机械钟表的出现奠定了基础。机械钟表虽有多种结构形式，但其工作原理基本相同。它主要是由原动系、传动系、擒纵调速器及指针系式上的条拨针系条组成。到了18世纪启蒙运动和工业革命开始的时候，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并且达到了相当高的水平。钟表已经充分扮演了“一切机器之母”的重要角色，成为社会生活快节奏的缔造者。

到了20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字显示式石英钟表相继问世。1929年，在贝尔实验室工作的英国人霍顿和加拿大裔美国人玛利森首次研制出晶体石英钟。这种高质量的石英钟在温度不变的环境中每天误差仅0.1毫秒或误差十亿分之一。石英钟一经问世，便引起了人们的轰动。

1942年，著名的英国格林尼治天文台也开始采用石英钟作为计时工具。20世纪70年代，石英钟的制作技术突飞猛进，应用同一原理制成的石英表亦开始风靡全球。继石英钟之后，更为先进的原子钟问世了。它是由原子振动来控制的，是目前世界上最精确的钟，即使经过100万年，其偏差也不会超过1秒钟。如今，时间观念已经渗透至每一个人的生活中，守时成为一种美德。