精准不是梦 摆轮游丝的前世今生（二）

       [腕表之家 钟表文化] 随着游丝的日益普及，制表师们能够考虑更精确地为怀表细分时间，于是约1700年时钟上除时针外又增添了分针。关于精准的竞赛是一个严肃的课题，这迫使制表师们构思新的擒纵装置，以及与之匹配的新型游丝。

       倘若时钟能够保证足够精度，导航员就可以确定并绘制出海上航行位置。制表行业才华横溢的头脑开始重新思考最适合提升时钟性能，精准标记时间的元件。继擒纵装置（主要是棘爪式）和摆轮（通常为双金属截断式）之后，十八世纪末十九世纪初最有天赋的天文钟制表师把注意力转向新型游丝，这种元件将进一步提高时钟的能量效率和走时精度。

       天文钟随同船员畅游四海，因此第一个要解决的问题，就是由盐分和湿气引发的腐蚀。第二个问题在于温度的骤然变化，会影响金属的刚性，进而干扰整体精度。英国和法国的专家试验了各种材料，包括玻璃和黄金，都是非腐蚀性的。玻璃游丝长度几乎恒定，但太脆易碎；黄金游丝性能稳定，然而遇热容易延展。最终的选择是坩埚钢，经轧制、冷锻和热处理（蓝化），这种配置占据主导一直延续至二十世纪初。

功能服从形式

       显而易见，游丝在确保时钟规范运作方面发挥着至关重要的作用。这种纤薄如纸的金属丝可以容易地保持平坦和螺旋状；然而，制表师们明白，只有与高品质擒纵装置和精心制造的摆轮相结合，这个元件才能发挥高效作用。制表师们发现，平游丝附接点会妨碍它均匀“呼吸”，每一次膨胀或收缩都会对摆轮，进而对时钟每日速率产生影响（虽然微小）。完美主义者开始寻找一种形式，使得游丝能够高效运作，同时又不会对系统产生外围干扰。一些选择了圆柱形，另一些选择了球形，无论哪种情况，目的均在于使游丝尽可能匀称平衡，从而做出最精确的振荡运动。彼时流行紧身时尚，怀表必须足够纤薄，因而这些游丝（圆柱形/球形）也就无法满足需求。制表师如约翰·阿诺德、其子约翰·罗杰和亚伯拉罕-路易·宝玑等改进平游丝，增添末端曲线（Terminal Curve/Overcoil），这确保了阿基米德螺旋12或15个线圈的最佳同心度。

       接下来，高品质时钟的精度有了显著的提高。1860年，法国巴黎综合理工大学的工程师埃杜德·菲利普斯发现了振荡周期、摆轮惯性矩、游丝长度和屈服力矩之间的联系，然后得出末端曲线的理想形状，游丝的重心落在几何中心，即摆轮上。这样，与摆轮宝石接触的枢轴就无需承受压力，同时还能减少枢轴尖端的摩擦（理论上，对位于水平位置的时钟而言）。制表品牌继续在高品质时钟的游丝中应用末端曲线，但游丝材质已经从轧制、冷锻和蓝化坩埚钢变成了复杂、高效和抗磁的合金。

二十世纪的游丝

       黄铜和钢双金属摆轮，以黄铜或金螺丝固定，搭配优质蓝钢游丝，这是二十世纪初之前的标准配置。随后，查尔斯·埃杜德·纪尧姆发明了以镍铁合金（36%镍和64%铁）制成的游丝，因其优越的抗磁性能和低热膨胀系数，被称为Invar游丝。与新型游丝搭配的，是单金属（铍青铜）摆轮，它的制造成本低于双金属摆轮，且抗磁性更佳。

       1930年代初，莱因哈特·施特劳曼博士也研发出多种金属合金，用于改善游丝质量。合金中的元素数目至多可达七中，单位元素含量可能极少，这种令人印象深刻的组合促进了现代游丝的诞生。尽管外观朴实无华，但新型游丝的制造极其复杂，并且需要针对精密仪器进行大量投资，能够实现游丝自主生产的品牌并不多，少数专业公司实际上垄断了制表行业摆轮游丝的生产。（图/文 腕表之家 许朝阳编译）

精准不是梦 摆轮游丝的前世今生（一）

精准不是梦 摆轮游丝的前世今生（三）