第一章 概述
一、生活需要时间
人们为了协调日常工作、学习和生活,需要知道时间。古时没有钟表,但是知道用太阳和月亮计时,日出而作,日落而息,立竿见影。“初二三,月儿尖,初七初八月半边”,是自然时钟。现代工农业生产、科学试验以及国防战备等各条战线,无不需要准确地计算时间—一家庭有座钟,单位有挂钟,个人有手表,几点钟、几分钟看起来十分方便。
古人在报时方面也很聪明,从晨钟暮鼓到午炮报时,再发展成为落球报时,都是古代人计算时间的手段,各个朝代都有高招。中国各个地方都有的钟鼓楼,就是古人用来报时的。北京德胜门东侧的城墙上有一座炮台,报时的“午炮”就架在这里。北京观象台发指令,炮台上的人点燃炮药,午炮发出的轰鸣声响彻大街小巷,人们就知道到了中午12.点。英国格林尼治天文台,每天下午1点整,钟楼顶端的圆球准时落下,附近海域停泊的船只据此调节船上的钟表,升帆出海。对海员来说,“13点落下的圆球”是无比亲切的生命线。
二、什么是钟表
钟表是人类智慧的结晶,也是生产技术发展水平的标志。钟表(watch)的英文直译是“看守”或“唤醒”。打更人带着一个钟,从一条街巷走到另一条街巷,一边报着时间一边喊着重要新闻,或简单地叫着:“九点钟啰!平安无事!”
古往今来,许多有重大成就的科学家都研究过钟表,在中国有张衡、郭守敬等,在国外有牛顿、伽利略等。钟表也可这样解释:钟,在古代指看守和更夫提醒人们时辰的工具;表,指观看、警戒、监视的面板。随着时代发展,钟表泛指一切计时工具,是计量和指示时间的精密仪器。表一般是戴在手腕上或揣在怀里的,属于私物;钟是摆在台面或悬挂在大街上的,其公共性更加明显。
三、钟表分类
古时有日晷、沙漏等简易计时工具。现代钟表的原动力有机械力和电力两种。
机械钟是用重锤或弹簧的释放能量为动力,推动一系列齿轮运转,借擒纵调速器调节轮系转速,以指针指示时刻和计量时间的计时器。电子钟是以电能为动力,用液晶屏幕显示数字式和石英指针式的计时器。
钟和表通常以内机大小区别,按国际惯例,机芯直径超过80毫米、厚度超过30毫米的为钟;直径37~50毫米、厚度4~6毫米者称为怀表;直径37毫米以下为手表。手表是人类发明的最小、最坚固、最精密的机械之一。
四、钟表发展
公元1300年以前,人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。古巴比伦人曾发明日晷计时,后来人们发现水流动需要的时间是固定的,因此发明了漏壶。后来又发明了沙漏,利用沙的流量计时。古代人亦会用烧香计时。
公元前140—前100年,古希腊人制造了用30~70个齿轮系统组成的奥林匹克运动会的计时器,这台仪器被称为“安提凯希拉仪”。公元78—139年,东汉张衡制造漏水转浑天仪,用齿轮系统把浑象和计时漏壶联结起来,漏壶滴水推动浑象均匀地旋转一周正好是一天。这些都是最早出现的机械钟。
1350年,意大利的丹蒂制造出第一台结构简单的机械打点——塔钟,日差为15~30分钟,指示机构只有时针。第一座真正意义上的机械钟是意大利乔文尼·康迪于1364年创造的,留有图纸和手稿。而真正的实物钟是1386年英国沙利士堡大教堂制造的,利用重力靠绳索牵引来转动齿轮。
1500—1510年,德国的亨莱思首先用发条代替重锤,创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟;1582年前后,意大利的伽利略发明了重力摆;1657年,荷兰的惠更斯把重力摆引入机械钟,创造了摆钟。
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