机器人、斯特拉斯堡时钟以及大本钟,这些自然是钟表业的奇迹,但是最最普通的怀表,难道不也是一样令人称奇的东西?自打彼得·亨莱时代起,怀表不仅在外观上有了很大的改变,其内部也发生了很大的变化。

你们或许还记得,“纽伦堡蛋”中用来调整钟表进度的控制装置,它跟古时的带重锤的钟是一样的。后来,惠更斯用摆锤替代了壁钟里古老的旋转装置,而发明了怀表摆锤也正是惠更斯本人。

摆锤的作用我想你们都没有忘记,它牵制着启动轮的转动,不让发条走得太快。为了保证钟准确地走,这些“阻碍器”应该在相同的时间间隔内起作用。

钟摆的每一次摆动都持续相同的时间,并且每一次摆动,启动轮都往前走一个锯齿。但是摆锤对怀表而言并不合适。要知道怀表会被竖着放、躺着放,还有倒着放。

但惠更斯终究成功地发明了怀表的摆锤。

怀表的“摆锤”,或者确切地说,叫摆轮,它是一个小轮子,轮子的轴心上固定在一个螺旋游丝的一端上,这个游丝的另一端固定在钟板上,不会动。

你向左或者向右转动摆轮,然后松开,它就像摆锤那样往回转。

这全有赖于游丝的“固执性”,或者用科学的叫法,叫做“弹性”。

我们转动摆轮的时候,游丝就转了起来。当我们放手时,游丝由于弹性开始松开来。如果没有摆轮,游丝松开来之后,事情就完了。但是摆轮就像一辆沉重的小车那样:你推动它,它不会马上停下来。沉重的摆轮迫使游丝大大打开,然后它又不得不卷点回来。这样周而复始。

如果没有任何东西妨碍,我们的摆轮会永远地转下去。而如果摆轮不是当做钟表的机械装置的话,支架上转轴的摩擦力和空气的阻力会很快使它停止。就像带摆锤的挂钟一样,擒纵轮也在推动着摆轮并帮助它转动。而摆轮转动着并带动轮子均匀转动。

挂钟的摆锤和怀表的摆轮之间的相似点不仅仅在于它们服务于同一个目的。

科学家发现,螺状游丝的转动以及摆轮的转动所需的时间是固定的:不会出现转这圈用五秒,而转那圈用比这圈多或少的时间。正是螺旋游丝的这一有价值的特点使得惠更斯想到用它去取代摆锤连接摆轮。

你或许要问了:擒纵轮是如何迫使摆轮转动,摆轮又是怎么牵制擒纵轮的?有多种方法可以实现这一点。有些表就像壁钟里那样,用的是擒纵叉。擒纵叉和摆轮是连着的,摆轮每转动一次,擒纵叉就用两个钩子限制擒纵轮的转动。而擒纵轮则推开擒纵叉并迫使它转动,与此同时摆轮也跟着一起转动。

但是在很多钟表中启动轮与转轮不是这么连接的。摆轮轴做成一个中间带凹槽的小管卡子。这个小管卡子刚好安置在擒纵轮的齿要经过的地方,以便阻止它的前进。

假设有一个齿现在接近了摆轮轴,它的一端接触到了圆筒壁。停!这时这个齿不得不等到游丝松开来,小管转过来后,它才能继续前进。等到这个齿一走进轴的内部,它就抵住凹槽的外面,让游丝推动小管向右转。而这个齿又碰到了小管壁。就又一次停住了,再次等待,直到游丝向反方向回转以后,推动小管向左转,为齿轮开路。齿轮转出来了,它又抵着小管,让游丝推动它往左转。如此循环下去,直到表停了为止。

这种小管卡子叫做圆筒,而这种有小管的钟表叫做筒形钟。它们比锚形的便宜,但是不好用:齿轮会因为和轴的摩擦而渐渐损坏,当用的润滑油不好的时候,毁损得会更快。