调速机构的前世今生（二）

[ 钟表文化] 在所有帮助提高机械钟表精度的发明中，没有哪个比调速机构更重要。本文将回溯调速机构从早期雏形到最新材质的发展演变历史，接着是第二部分：从1675年摆轮游丝的发明到1770年代的自由式擒纵机构（Detached-Lever Escapement）。

锚式擒纵机构（Anchor Escapement）素描

受文艺复兴思潮及科学名人的鼓舞，制表工艺在十七世纪上半叶取得了很大的进展。包括The Watch、Escapements、the Balance Spring and Compensation（表、擒纵机构、摆轮游丝和补偿机制）在内的诸多论文都涉及到装配磁力擒纵机构的时钟。据说，德国耶稣会士阿塔纳斯·珂雪和波兰耶稣会士科汉斯基分别于1633年和1659年打造成功，罗伯特·胡克也在1669年进行了自己的尝试，但如此种种试验的影响力都不及摆轮游丝的问世。1675年1月23日，克里斯蒂安·惠更斯发明摆轮游丝，同年2月5日在法国发布。摆轮游丝提高了机轴擒纵机构（Verge Escapement）的精准度，更重要的是使其对运动不再那么敏感。

摆轮游丝

制表师开始将惠更斯的螺旋游丝（纤细如发，安装在摆轮上）装入已有时钟，实际上只需经过小小（但关键）的改进，就能很大程度上提高精准度。当制表师意识到（振荡尽可能等时的）调速机构的重要性后，他们将注意力转向寻找一种擒纵机构，使摆轮能够规律运作。十八世纪初，启蒙运动的兴起带动了各领域科学的进步。最具想象力的制表师渴望以一种机器彻底改变制表行业，这种机器的精准度需得能与天体媲美。

1750年，皮埃尔·里洛伊发明的复式擒纵机构（Duplex Escapement）

乔治·格拉汉姆就是达到如此高度的学者之一。1673年，乔治·格拉汉姆出生于英格兰坎布里亚郡，他很早就涉足制表行业，成为托马斯·托姆皮恩的学徒及助理伙伴。十九世纪，在杠杆式擒纵机构（Lever Escapement）普及之前，托马斯·托姆皮恩发明的工字轮擒纵机构（Cylinder Escapement）因造价实惠并可半工业化生产得到广泛应用。工字轮擒纵机构远优于机轴擒纵机构和回退式擒纵机构（Recoil Escapement），它不需要昂贵的的恒定动力芝麻链机制就能运作；装配Lépine机芯，也能实现时尚纤细的结构。

杠杆式擒纵机构

乔治·格拉汉姆既是一位天赋异禀的制表师，也是一位杰出的天文学家，因发明直进式擒纵机构（Deadbeat Escapement）和水银补偿式钟摆而闻名。1722年，乔治·格拉汉姆当选英国皇家学会会员，并招收托马斯·马奇（1769年，托马斯·马奇制造出一款配备杠杆式擒纵机构的时钟）为学徒。在约翰·哈里森设计打造H1航海天文钟以及蚱蜢擒纵机构（Grasshopper Escapement）的过程中，乔治·格拉汉姆也给予了他很大的帮助。蚱蜢擒纵机构问世于1736年，虽然功能实用，但结构复杂。后来，在H4航海天文钟里，约翰·哈里森舍弃了蚱蜢擒纵机构，转而采用机轴擒纵机构。

工字轮擒纵机构

十八世纪中叶，当时的擒纵机构显然已经无法提供长期精准性能，且结构过于复杂，很难大量复制。在那个思潮转向工业化和批量生产的时代，原来的擒纵机构，不管难以制造，还是缺乏精准，都已陈旧过时。到1750年，几乎所有伟大的制表师，包括法国的皮埃尔·里洛伊、瑞士的斐迪南·伯绍德、以及英国的约翰·阿诺德和托马斯·恩萧都相信，自由式擒纵机构（即与摆轮接触最少）才是搭建能够持续精准测量时间的机制的正确选择。

托马斯·马奇的锚式擒纵机构

托马斯·马奇因发明自由式擒纵机构而备受赞誉。但也有一种说法，他向法国派遣的斐迪南·伯绍德泄漏了约翰·哈里森航海天文钟的秘密。我们可以注意到，1766年皮埃尔·里洛伊的航海天文钟装配的就是自由式擒纵机构（结合杠杆式擒纵机构和棘爪擒纵机构元素）、热补偿摆轮和等时游丝。皮埃尔·里洛伊的时钟是一个转折点，自此时间测量准备进入现代阶段。（图/文 许朝阳编译）