钟表的历史演变

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了 16 世纪初,在法国和德国也有表的出现其中最著名的应该是德国的“纽伦堡 蛋”Nurnberg Egg,它具有卵状的外观造型并且只有一根时针。实际上这个时期所谓
的表,主要是指运用了发条动力以及机轴擒纵机构的小型计时器但是它们已经形成
了怀表的雏形。16 世纪中期以后,随着金属摆轮的出现,它作为调速装置逐渐代替 了早期位于机轴上的摆杆,所以在 17 世纪制作的早期表中,我们已经能够见到机 芯内转动的摆轮装置。 18 世纪是怀表发展的黄金时期,有许多制表大师的发明被 应用在各类作品中。在英国,John Harrison1693-1776制作了一系列的航海精密计时 器,使怀表的走时精度达到了一个高水平,由于走时准确度的大大提高所以这个时
期的怀表已经运用了秒针。1704 年,Jacob Debaufre 和 NicolasFatio diDuillier1654-1753首创宝石轴承,在一定程度上减小了机芯中齿轮与夹板之间的摩 擦力。法国人 Jean AntoineLepine1720-1814于 1760 年左右制作了一种机芯,把传 统的多层夹板结构进行了突破性的改变,所以使得怀表的厚度相对变薄,历史上称
的动力来源,所以当时采用的方法就是用绳索悬挂重物,利用地心引力产生的重力
作用带动一系列机构的运转。此时大型的机械钟主要采用“机轴擒纵机构”Verge Escapement,或者叫做“疆状轮擒纵机构”Crown-wheel EScapement,主要的组成部分 由一个形似西方王冠造型的“冠状轮”作为擒纵轮,它的凸齿与“机轴”上的两个“擒纵 片”相咬合,而充当“调速器”的是两端装有重物的“摆杆”,它位于“机轴”的顶端。这 个时期具有代表性的钟,包括,意大利人Giovanni de Dondi1318-1389于 1 364 年左 右在帕维亚Pavie建造的天文钟,1386 年建立的英国 Salisbury 教堂钟以及 1389 年 制造的法国 Rouen 大钟等等。 在 15 世纪中期由于发明了铁制的发条,这样就使 体积庞大的钟有了新的动力来源,也为钟的小型化创造了条件。1459 年,法国制钟 匠就为查理七世制作了第一个发条钟。1510 年,德国人 PeterHenlein1480-1542制 作了发条钟,1525 年左右,JacobZech 也制造了具有均力圆锥轮Fusse装置的便携 式发条钟。在16 世纪时期,法国的制钟中心位干 Blais 和 Strasbourg 等地区。1583 年,意大利人伽利略Galileo,1564-1642建立了著名的等时性理论,也就是钟摆的理 论基础。荷兰科学家惠更斯Christian Huygens,1629-1695在 1656 年应用伽利略的 理论设计了“钟摆”,第二年在他的指导下,年轻的钟匠 SalomonComer 制造成功第 一个摆钟。1658 年,Ahasuerus Fromantee在英国也制造了摆钟。惠更斯在 1675 年 再一次发明了“游丝 ”,这样就形成了以游丝作为装置的调速机构,它为制造便于携 带的怀表提供了有利的技术条件。 表的出现以及发展 早在 15 世纪后半期,在意 大利已经出现了有关表的记载,这主要是由于发条的发明起到了关键性的作用。到
致可以分为三个演变阶段:一、从早期天文计时器中逐渐脱离;二、从大型的报时
钟向微型化过渡;三、腕表的发展和电子技术的运用。每一阶段的发展都是和当时
的技术发明分不开的。 早期的天文计时器 英国著名的科技史学家李约瑟在《中国 科学技术史》中曾经讲述出段一被淹没了六个世纪的历史。他说当西方的钟表在 1 7 世纪初进入中国的时候,其实它们装配的“擒纵机构”的雏形已经出现在600 年前的 中国。公元 1088 年,我国宋代科学家苏颂和韩工廉等人制造了天文观测仪器 ——“水运仪象台”,它是把“浑仪”“浑象”和机械计时器组合起来的巨型机械装置。 高约 12 米,7 米见方,分为三层,上层放浑仪,进行天文观测:中层放浑象,可 以模拟天体运转作同步演示,下层是该仪器的心脏部分,计时报时、动力源都在这
一层中。因为天象的运转是以时间为基础的,而通过机械结构实现时间的运行就必
须有能够形成时间间隔的装置,这样便出现了早期的“擒纵机构Байду номын сангаас。 这个中国古代的 伟大发明在世界钟表史上具有极其重要的意义。由此,我国著名的制表大师、古董
钟表收藏家,钟表历史学家矫大羽先生首倡提出了“中国人开创钟表史——钟表是中 国古代五大发明之”的观点。 独立运转的机械钟 14 世纪初,位于欧洲的意大利、 英国。法国等国的教堂等建筑物上出现了机械报时钟,因为报时钟的运行需要持续
钟表的历史演变 发表时间:2008-5-9 13:50:08 来源:科学教研组 我们知道,钟表 是计时器的一种。在钟表发明以前,我们的先辈已经开始利用各种方法来度量时间。
比如,依据太阳光线的位置判断时间的日晷,使用沙子的流动记录时间的漏斗,也 有人把它们叫做“太阳钟”和“沙钟”。但是这些不属于“钟表”概念的范畴,因为钟表 计时的原理是通过能够产生振荡周期的装置来计算时间。 有关钟表的发展历史,大
怀表制造技术也在持续地发展。1741 年,法国制钟匠 Nicholas Fardoil 发明了切削 齿轮的机器,紧接着 William Blakey 在 1744 年制造了切削齿轴的工具。1776 年, 法国制表大师 Frederic Japy1749-1813率先采用了机器生产机芯的基板。 进入 19 世纪的工业革命时期,GeorgesAugusteLeschot1800-1884采用名为“Pentograph”的机 器生产钟表零件,使得钟表零件的标准化成为可能。瑞士人Georges-Federic Raskopf1813-1889也为制造低价而普及的怀表做出了贡献。与此同时,美国钟表工 业有了长足的进步并且开始批量生产各式怀表。1875 年,中国也出现了民族钟表工 业据矫大羽先生的权威资料《美华利五十年纪念册》推断,1875 年是中国近代钟表 工业的开端。 由于许多发明的应用以及制造技术的成熟,怀表在体积以及精确度方 面有了很大的改进,怀表机械也能够在计时的基础上运用更多的复杂功能,比如:
之为“Lepine 机芯”,后来有许多怀表机芯夹板的排列方式都受到了它的影响。同时, 瑞士的钟表工匠也在探索新的领域,1770 年左右,Abraham- Louis Perrelet17290-1826发明了自动上条的机械时计,而他本人也因此成为制造自动表的 先驱人物。著名的钟表大师——Abraham- LouisBreguet1747-1823同样诞生在这个钟 表繁荣的时代,他在 18 世纪末期发明了“陀飞轮”Tourbillon机构,在过去的 200多 年中,这种机构一直被认为是最复杂的钟表机械装置之一,而Abraham- Louis Breguet 在世界钟表历史上也被称为“表圣”。18 世纪中叶,在远离欧洲的美国也出现了制表 工匠,他们为后来美国钟表工业的崛起创造了条件。 在 1700-1800 年期间发明了 各种各样的擒纵和调速机构,为怀表的进一步发展奠定了深厚的基础。1725 年,英 国人GeorgeGraham1673 一 1751改良了“工字轮擒纵机构”Cylinder Escapement,其 擒纵轮齿的形状类似于中国的“工”字,这种机构直到 20 世纪早期还应用在表机芯 中。1730 年,Jean- Baptiste Dutertre1715-1742发明了“复式擒纵机构”Duplex Escapement,莫擒纵轮具有双层结构并且带有尖齿。1754 年,英国人 Thomas Mudge1715-1794发明了“英国叉式擒纵机构”English Lever Escapement,进一步提高 了怀表计时的精确度,并且在 1769 年为乔治三世的王后制作了带有此种机构的怀 表。如今,我们使用的机械表中的擒纵机构就是以他的发明为雏形的。1775 年,John Arnald 制作了“冲击式擒纵机构”Detent Escapament,使用在精确度比较高的精密计 时钟表中,而且他也是 s 螺旋状游丝的发明者。在同一时期,双金属补偿摆轮、球 形游丝等调速机构装置也被应用在怀表中。 伴随着钟表机构创新发明的不断涌现,
打簧报时、独立计时,万年历,响闹、世界时区等等。在 1900 年巴黎举行的世界 博览会上“Lerey01”超级复杂怀表获得了博览会大奖,其 25 项不同功能的完美组合
成为当时世界上最复杂的怀表。日出日落,恒久不变的是时间的长河。早在上万年 前,人类就已经学会了观察并掌握时间的运行规律。从日冕到原子钟,人类对时间 的掌握和度量方式,越来越科学,越来越精密。 日晷是最早报“标准时”的仪器,它 由晷盘和晷针组成。晷盘是一个有刻度的盘,其中央装有一根与盘面垂直的晷针, 针影随太阳运转而移动在盘上的位置。那时,有钱人家里自己也装有这种钟表。 埃 及是第一个漏壶钟出口国。 它由两个互相叠置的圆筒组成。 水从上面的圆筒穿过 一个小孔滴入下面的圆筒。水滴完了,就是某个时辰过去了。大一点儿的漏壶灌一 次水可报六个小时,然后再重新装满水。 古埃及法老王朝的钟表巧匠甚至制作了装 有指针和鸣击装置的钟表, 每隔一小时,一定数量的圆球便滚落到金属盖上,发出 大声的鸣响。罗马人是埃及漏壶钟的主要买主。清晨,报时人大声地报出钟点,然 后,每家每户便往漏壶钟里装满水。罗马诗人普拉图斯对这样的计时方法很不满意。 他写道:“但愿上帝杀死发明钟点的人……因为钟点把我的整天撕成了碎块。以前, 我的肚子便是我的报时钟,在所有的钟表中它是最好和最准确的。” 据说君士坦丁 大帝曾经有一只奇妙的钟, 即使在今天看来它也是一只极不寻常的、 复杂的计时 器。它有一棵树木的形状,在枝丫上坐满所有可能的动物,下面蹲着许多的狮子, 时钟一敲,狮子便张开大口,发出吼声。 柏拉图是第一个借助埃及的漏壶制成闹钟 的人。 他把下面的圆筒挂起来, 使它可以旋转,过了一定的时间,圆筒便翻倒, 把水倒出,水又流往一个哨管,水流的冲击造成的气流使哨管吱吱作响。每隔同样 的时间,柏拉图的闹钟便准时地“吹响”,催促着这位伟大哲学家的学生去上课。 漏 壶计时的方法持续了几千年。查理大帝在位时还从诃伦哈里发那里得到过一只装有 时针和鸣击器的漏壶钟,它用纯金制成,做工精巧,富有艺术性。直到 12 世纪, 一名僧侣发明了沙时钟,漏壶才逐渐被沙时钟取代。最后,彼得亨兰发明了平衡轮, 克里斯蒂安海根斯发明了摆锤,在此基础上,才制成了类似于今天的钟表。 据考证, 早在公元前 2000 年,中国就有了漏壶。一张公元前 2679 年的图样证明中国早就 有了类似于印度人和阿兹台克人所拥有的日晷。 除此之外, 中国人还用另外的方 法制作了他们的计时器,例如,他们通过燃烧刻有时间标记的熏烛来计算时间。另 外,据说中国的一位制作钟表的能工巧匠, 用各种各样的熏料制成了一种香味钟, 它每小时散发出一种不同的味道。 不过中国古代的日晷、水钟、火钟、铜壶滴漏等, 只能算是古人的计时器。没有嘀嗒嘀嗒的钟表声,都不能称做钟表。到了 1090 年, 北宋宰相苏颂主持建造了一台“水运仪象台”,每天仅有一秒的误差,而且,它有擒 纵器,正是擒纵器工作时能发出滴答滴答的声音。这就是钟表与计时器的区别。 国 际钟表界都把擒纵器视为钟表的心脏。在瑞士,一本世界钟表界的权威书刊上写道: “现代机械钟表中使用的擒纵器源自中国古代苏颂的发明。 ”在英国著名科技史家李 约瑟的一本书中,也写着这样一段话:“苏颂把钟表机械和天文观察仪器结合起来, 在原理上已经完全成功,他比罗伯特胡克先行了六个世纪,比方和斐(与胡克同被 西方认为是天文钟表的发明人)先行七个半世纪。”因此,完全可以大胆断言是中国 人开创了人类钟表史,并影响了后来西方钟表的进展。 瑞士钟表五百年 准确的时 间、精密的机械、优美的造型、身份的象征、高贵的价值成为瑞士钟表文化的特征。 瑞士钟表文化以高端的品质,过硬的技术领先世界,成为世界钟表工业的奇葩,瑞 士工业的骄傲。 欧洲钟表在 16 世纪初文艺复兴的故乡意大利问世,后来逐渐传到 法国、德国和瑞士日内瓦。 瑞士钟表业在 16 世纪中叶出现在日内瓦,开始的发展
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