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你真的有那么在乎表的精准吗?

发表时间:2016-04-12 22:17  罗西尼手表   浏览:
对精准的追求是制表业存在的原因。个人品味与风格的表达、收藏珍品、装饰纹饰主体以及机械巧思创作,抛开着一切,你所拥有的是一个旨在精准计时的机器。如今精准的原子钟时间无处不在,触手可及,但精准的本质究竟是什么,答案却并非我们想象中的那么简单。
 
在大多数人的认识中,一枚腕表是否精准,主要看它能否与“标准时间”对应一致。所谓“标准时间”,现在一般由手机或可穿戴式智能腕表提供。如果这枚腕表走时总能与“标准时间”(手机时间与互联网相连,并最终由原子钟提供)对应一致,那么我们说它是精准的。当然,机械表都称不上完美计时员。所以我们通常从自身期望(而非科学计量)出发,做出大致判断:这枚表多么不准,我又多么不满。
 
以图中朗格怀表为例,选择它是因为它的制作方式阐明了一个关键点:精密制表的目标,令人惊奇的,并非达到精准成就。是的,精准很重要,但它是更根本元素的结果,即速率稳定。速率稳定意味着,简单地说,表在给定时间间隔内走时不变。一枚速率稳定的表就是一枚精密的表。精准和速率稳定有什么区别?可以试想一枚速率不稳定的表:第一天+6秒,第二天-10秒,第三天-2秒,第四天+7秒,第五天-1秒。五天之后,和“标准时间”分秒不差,你可能会觉得自己的表非常精准。但事实并非如此,你的表并不精密,和“标准时间”一致的结果只是因为幸运巧合。
 
任何钟表都依赖于振荡器——可能是钟摆,可能是摆轮游丝,也可能是音叉形石英晶体。振荡器速率越稳定,钟表也就越精密。典型的例子是航海天文钟。带到船上前,航海天文钟都经过非常仔细的设定。相比精准,人们更希望它能保持速率稳定。如果知道航海天文钟每天快五秒,就可以很容易地计算出格林威治时间,然后根据天文观测进行定位。一般来说,为避免扰乱航海天文钟速率,可以在甲板钟上设定航海天文钟显示的时间,用于观测。
 
上图所示是朗格怀表机芯。诚然,这是一枚精准怀表,但上图截取部分主要表明,要想精确,需首先保证速率稳定。精钢材质摆轮轴,配备红宝石托钻,二者几无摩擦,确保速率不会随主发条动力的改变而改变。摩擦越大,摆轮幅度对动力的变化也就越敏感。游丝的存在让摆轮不易受到动力变化的影响,同时,(宝玑)末端游丝曲线也令摆幅乃至速率更不易受到位置变化的影响。再者,摆轮以精钢和铜制成,它的直径会随温度的变化而变化,以补偿温度变化对游丝的影响,进一步提高速率的稳定性。
 
图中对于表的精准(而非单纯速率稳定)贡献最大的单个元件,实际上是美丽的鹅颈微调。通过改变螺栓的位置,调节末端游丝曲线。螺栓的位置决定了游丝的有效长度,令腕表走时同步外部“标准时间”(如19世纪的精准摆钟或如今的原子时间信号)。制表师可以对具体参数进行调整,这也很可能是腕表正常运作前的最后一个调校环节。
 
摆轮的大小和质量是另一要点。振荡器速率稳定性取决于频率和质量的关系。提升一个、另一个或全部两个,通常会获得更稳定的速率。上图所示是一座摆钟的擒纵特写,摆钟一般会配备低频率高质量振荡器。几个世纪中,制表师们总会为给定尺寸机芯配备尽可能大的摆轮;到了20世纪乃至今天,制表师们转而应用高频摆轮(某种程度上说“28,000次/小时”已经成为新标准,相比之下,19世纪的怀表摆轮振频多为“18,000次/小时”)。当然,行业也正积极尝试,努力更进一步。
 
上图所示是帕玛强尼Senfine概念机芯,配备Genequand擒纵。振荡器的材质和设计不同寻常,振频高达115,200次/小时(16赫兹,这也使它理论上可提供70天动力存储)。
 
随着频率的提高,当然,质量一般要降低。石英表的振荡器质量非常小,频率相应的也更高。在精准的比拼上,32,768赫兹的高振频足以让机械表不战而败。原子钟利用共振频率,铯原子就是典型代表——9,192,631,770赫兹(铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射频率)。
 
有谁仍然在乎精准吗?当然,我们在乎!但我也时常在想,谈到精准,或许孜孜以求的过程和最终的结果一样有趣迷人。举例来说,Apple Watch配备温度补偿石英振荡器(即TCXO,常见于高档石英机芯,如百年灵SuperQuartz和精工Grand Seiko 9F系列)就是一个很好的尝试,但它同时也应用了网络时间协议(NTP)同步内部时钟,因此在实践中,你可能从来没真正意识到它配备了一款更好的振荡器。更贴切地说,Apple Watch精准的背后并没有站着人,至少不是直接的——腕表的背后是手机,手机的背后是网络协议,网络协议的背后是某层级时间服务器,再然后是内置原子钟GPS卫星,最后是主原子钟。
 
文中朗格怀表的事例告诉我们,精心调节校准,实际佩戴中可能将日误差控制在1秒内,同时减少速率的变化,而这都要归功于制表大师的眼睛和双手。如今的精密机械表并不需要完全一样的技能,也没人会专门定期手工调整温度补偿摆轮。但是应该知道,制作朗格怀表所需的诸多繁杂工艺仍然伴随着我们,它们赋予了机械钟表和腕表一个新的维度,让时计的魅力延续至今,并继续流传。

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