钟表制造的历史

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钟表制造的历史

早在5000到6000年前,中东和北非的人们就已经开始为了改良他们的日历而开始制造钟表。在公元前3500年前,我们所熟知的细长的四边形建筑——方尖碑,就已经建造好了。方尖碑的影子随着不断变换会形成了一种日晷,人们可以通过日晷区分上午和下午。在中午观察方尖碑,当它的影子是一年中最短的,那么这一天便是一年中最长的一天,反之亦然。在公元前600年左右,埃及文明便已经开始使用默赫特作为天文工具。日晷从最初的水平板或垂直板慢慢发展成更精致的仪器。追溯到公元前30年,在希腊、小亚细亚和意大利等地区,所发现的风格迥异的日晷更是多达13种。

水钟也是一种计时方式,其中最古老的可以追溯到公元前1500年。人们使用水钟来确定夜间的小时数,也可能同样适用于白天。公元前100到500年间,希腊和罗马的钟表师们发明了许多机械化的水钟,其中一种被称为风之塔。几乎同时,在公元200到1300年间,远东机械化的天文钟水平也迅速发展,其中的代表就是苏松钟楼。由于人们很难精确地掌控水的流速,水钟永远无法达到分秒不差。因此人们自然而然地采用了其他方法。

在公元500年到1500年之间的欧洲,日晷时钟发展迅速。人们将他们放置在门廊上方去判断正午和四个“潮汐”。到了10世纪,欧洲出现了口袋日晷。14世纪上半叶,大型机械钟表开始出现在意大利各大城市的高塔上,这一时期也因此被称为欧洲的历史中的制表黄金时代。但大型机械钟都有一个通病:钟摆摆动的周期很大程度上取决于驱动力的大小和驱动中的摩擦力。就像水流一样,这一比例很难调节。在1500年到1510年间,德国纽伦堡的Peter Henlein发明了弹簧时钟,也因此引发了钟表界的变革。Peter Henlein发明的钟表和手表体积小,重量轻。这样可随身携带并且计时准确的钟表在富人中颇受欢迎。

1656年,荷兰科学家Christiaan Huygens制造出了第一个摆钟。值得一提的是,伽利略才是真正发明这一概念的人,早在1582年,他就研究过钟摆的运动。1721年,英国科学家George Graham更是把摆钟的精确度提高到了1秒,与此同时木匠John Harrison也研究出了新的方法去减小摩擦。在1761年,John Harrison制造出了一个带有弹簧和平衡轮的航海天文钟,他也因此获得了英国政府的奖励。

下个世纪具有代表性的的发明之一便是Siegmund Riefler(1889)发明出了有些瑕疵自由摆,即便如此它的精确度也可以达到每天仅差百分之一秒,这也成为当时许多天文台的标准。第一个完美的自由摆是在1898由R.J. Rudd年发明的。自由摆发明的成功也使联合几个自由摆钟的可能性大大提升。1921年,W.H. Shortt时钟的发明轰动一时,许多天文台的首席计时官几乎立即采用了这种时钟。

20世纪20年代发明的石英晶体振荡器和石英钟,其计时性能远远超越了使用摆锤和齿轮的时钟。石英钟的工作原理是基于石英晶体的压电性,因此石英钟的性能要优越的多,它们没有齿轮之间的摩擦干扰正常频率。这种石英表因为优越的性能而能持续在市场上占据主导地位,但随着技术的发展石英钟也渐渐被原子表所超越。

2018-07-03T08:10:17+00:00七月 3rd, 2018|未分类|