技術(shù)之美

隨著新技術(shù)的發(fā)展，準(zhǔn)確計(jì)時(shí)的需要完全可以靠電子方式來(lái)解決，而且成本低、可靠性高。然而，仍然有人對(duì)機(jī)械計(jì)時(shí)不懈追求，它已不再是簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)工具，而是有生命的藝術(shù)品。一只定期保養(yǎng)的機(jī)械表可以準(zhǔn)確走時(shí)200年，而石英電子表只有10年的壽命。聆聽(tīng)復(fù)雜齒輪等機(jī)械結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的秒針律動(dòng)，自有一番樂(lè)趣。

幾百年來(lái)，制表大師們不斷追求的目標(biāo)一直都是“精確”。作為不可替代的精致物件，機(jī)械表是身份的象征，是時(shí)尚潮流的引領(lǐng)者，更顯示了擁有者的生活態(tài)度。每一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明和創(chuàng)新，都是永無(wú)止境追求精確的結(jié)果。

機(jī)芯結(jié)構(gòu)：一場(chǎng)有關(guān)精準(zhǔn)的競(jìng)賽

世界各國(guó)生產(chǎn)的機(jī)械手表雖然多種多樣，令人眼花繚亂，但是，機(jī)械手表的基本結(jié)構(gòu)和工作原理是相同的。它靠一系列相互聯(lián)動(dòng)著的機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)行起來(lái)，包括主傳動(dòng)系——原動(dòng)系、傳動(dòng)系、擒縱機(jī)構(gòu)和擺輪游絲系統(tǒng)，以及輔助傳動(dòng)系——顯示系、撥針系和上弦系。

機(jī)械表具體的運(yùn)行原理是，用手轉(zhuǎn)動(dòng)表把頭，上緊發(fā)條，使原動(dòng)系獲得能量。能量發(fā)出后，傳至輪系，通過(guò)擒縱機(jī)構(gòu)，使條盒以及輪系的轉(zhuǎn)動(dòng)能量變?yōu)榍芸v叉的擺動(dòng)能量，并將能量周期性地補(bǔ)給擺輪游絲系，以維持其往復(fù)擺動(dòng)。擺輪游絲系形成穩(wěn)定的振動(dòng)周期，并將振動(dòng)次數(shù)通過(guò)擒縱機(jī)構(gòu)傳至輪系，最后傳至走針系。通過(guò)指針，在表盤上指示出時(shí)，分，秒。

振動(dòng)周期x 振動(dòng)次數(shù) = 時(shí)間，這是對(duì)機(jī)械表來(lái)說(shuō)亙古不變的真理。

18世紀(jì)是航海大發(fā)展的世紀(jì)，由于航海中對(duì)精準(zhǔn)度的苛求，手表制造進(jìn)入“大躍進(jìn)”時(shí)期，沖擊式擒縱機(jī)構(gòu)、被普遍使用的補(bǔ)償螺絲擺輪以及抗地心引力的陀飛輪裝置等相繼出現(xiàn)，它們都是構(gòu)成機(jī)芯的核心結(jié)構(gòu)。

擺輪游絲系統(tǒng)是機(jī)械手表的核心部分，起到計(jì)時(shí)基準(zhǔn)的作用。機(jī)械表的基本工作原理有賴于一個(gè)周期恒定的、持續(xù)振動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng)，該振動(dòng)系統(tǒng)即為擺輪游絲系統(tǒng)。作為機(jī)械表的核心部位，擺輪游絲系統(tǒng)在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，以額定的頻率振動(dòng)。它就好像人的心臟一樣，不斷振動(dòng)，將精密機(jī)械轉(zhuǎn)變成計(jì)時(shí)用工具。

不過(guò)，在外界因素的影響下，擺動(dòng)的幅度將逐漸衰減甚至最后停止不動(dòng)。為了使其不衰減地持續(xù)振動(dòng)，就必須定期給該系統(tǒng)補(bǔ)充能量。這個(gè)能量來(lái)源，就是原動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)機(jī)心內(nèi)部的主傳動(dòng)系統(tǒng)將能量周期性地補(bǔ)充給擺輪游絲系統(tǒng)，而此過(guò)程是通過(guò)擒縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

機(jī)械鐘表誕生至今700多年的歷史中，擒縱機(jī)構(gòu)品類繁多，從14世紀(jì)的“機(jī)軸擒縱機(jī)構(gòu)”，到17世紀(jì)的“回退式擒縱機(jī)構(gòu)”，再到18世紀(jì)的“杠桿式擒縱機(jī)構(gòu)”，不勝枚舉。作為介于“傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”和“調(diào)速機(jī)構(gòu)”之間的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它可以從字面上理解：一擒、一縱，一收、一放，除了將原動(dòng)系統(tǒng)提供的能量定期地傳遞給擺輪游絲系統(tǒng)，來(lái)維持該系統(tǒng)不衰減地振動(dòng)之外，它還起到把振動(dòng)次數(shù)傳遞給指示裝置來(lái)計(jì)量時(shí)間的作用。因此，擒縱機(jī)構(gòu)的好與壞將直接影響機(jī)械手表的走時(shí)精度。

最負(fù)盛名、表迷們最難以抗拒的陀飛輪，又是如何發(fā)明的呢？

陀飛輪有“漩渦”之意，源自法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡兒用來(lái)形容行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的名詞“Tourbillon”。18世紀(jì)末，鐘表加工和制造完全依靠手工，而非今天的數(shù)控機(jī)床，懷表出廠之后不久難免會(huì)有誤差。原因在于制造裝配過(guò)程中，都是水平狀態(tài)，而顧客佩戴后就常處于垂直狀態(tài)，裝配時(shí)沒(méi)有考慮到使用中地心引力的影響，于是造成了走時(shí)上的誤差。

陀飛輪的發(fā)明者、瑞士制表師寶璣的方法是，將擒縱機(jī)構(gòu)和擺輪游絲系統(tǒng)放置于可以轉(zhuǎn)動(dòng)的框架內(nèi)，讓這個(gè)框架不停地旋轉(zhuǎn)，從而抵消掉地心引力，提高了計(jì)時(shí)精度。

在誕生之初，陀飛輪就是少數(shù)人奢侈的計(jì)時(shí)工具，批量生產(chǎn)之前，瑞士只有500只陀飛輪表。相比較而言，在腕表中使用陀飛輪技術(shù)，實(shí)用功能減弱，更多的是制造實(shí)力的展示。

可以傾聽(tīng)和觀看的時(shí)間

相比較于隱藏在機(jī)芯中的陀飛輪，傳統(tǒng)機(jī)械表的另兩項(xiàng)頂尖技術(shù)：三問(wèn)和萬(wàn)年歷，就比較直觀可感了。三問(wèn)，讓時(shí)間與聲音相連接；而萬(wàn)年歷，則將千萬(wàn)年恒定的天文歷法，置于小小的表盤之上。

三問(wèn)，是通過(guò)不同的聲音來(lái)指示精確到分鐘的時(shí)間的技術(shù)。叫三問(wèn)是因?yàn)樗瓤梢詧?bào)小時(shí)，也可以報(bào)刻鐘，還可以報(bào)分鐘。這是機(jī)械計(jì)時(shí)工具三大復(fù)雜功能中最復(fù)雜的一項(xiàng)，在業(yè)內(nèi)也有“復(fù)雜功能之王”的稱號(hào)。

關(guān)于三問(wèn)技術(shù)的起源，有兩種傳說(shuō)：一是為了方便盲人知道時(shí)間，二是為了歐洲貴族在火燭照明的夜里掌握時(shí)間。早期的問(wèn)表發(fā)聲是靠敲擊鈴鐺實(shí)現(xiàn)的，自從寶璣發(fā)明了環(huán)狀音簧代替鈴鐺后，問(wèn)表的尺寸才成功小型化。

該技術(shù)通過(guò)一粗一細(xì)兩根音簧的不同發(fā)聲來(lái)分別指示小時(shí)、刻鐘（15分鐘）和分鐘三種計(jì)量時(shí)間的單位。粗的音簧發(fā)出的音調(diào)低，細(xì)的音簧發(fā)出的音調(diào)高。低音代表小時(shí)，高音代表分鐘。如果是3點(diǎn)35分，三問(wèn)表就會(huì)首先發(fā)出 “當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)”三聲低音調(diào)報(bào)時(shí)，接著是高低音配合的“叮當(dāng)、叮當(dāng)”兩聲報(bào)刻，然后是高音調(diào)“叮、叮、叮、叮、叮”五聲報(bào)分。

三問(wèn)表的表盤都很素，要識(shí)別只能看腕表側(cè)面，一般在三問(wèn)表的側(cè)面會(huì)有撥柄。只要推動(dòng)撥柄，就會(huì)給報(bào)時(shí)機(jī)構(gòu)上發(fā)條，而發(fā)條力的釋放是通過(guò)一個(gè)帶有配重的延時(shí)輪實(shí)現(xiàn)的。

要想完成三問(wèn)報(bào)時(shí)功能，制表師必須掌握聲學(xué)與力學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，寶璣大師甚至有過(guò)“世界上只有兩種表：三問(wèn)和非三問(wèn)”的豪言。其難點(diǎn)在于機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何在反復(fù)的敲擊過(guò)程中，保持復(fù)雜機(jī)構(gòu)的可靠性，以及如何將三問(wèn)表做得更小，這些都是有雄心的制表匠需要克服的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。

而萬(wàn)年歷，雖然在機(jī)械復(fù)雜度上不如問(wèn)表，但給人們生活帶來(lái)的便利性卻大大高于問(wèn)表和陀飛輪。

普通機(jī)械表的日歷顯示是根據(jù)現(xiàn)行的公歷來(lái)設(shè)計(jì)的，只是此類日歷顯示把12個(gè)月都識(shí)別成31天，到了每年的2月份和4、6、9、11四個(gè)只有30天的小月份都需要手動(dòng)完成。

而萬(wàn)年歷表則根據(jù)現(xiàn)行公歷的固有規(guī)律，將日歷以機(jī)械的程序式語(yǔ)言準(zhǔn)確地、自動(dòng)化地顯示出來(lái)，那么，當(dāng)人們?cè)儆龅叫≡路菪枰D(zhuǎn)換進(jìn)入下月的時(shí)候，就再也不需要手動(dòng)完成更迭了。除了大小月，它還可以識(shí)別閏年與平年的2月。

整個(gè)技術(shù)，通過(guò)一整套齒輪系以及命令凸輪與杠桿的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中的核心部分為命令杠桿和命令凸輪，它們承擔(dān)了識(shí)別的重任。命令凸輪分為4組凹凸缺口，代表了4個(gè)年頭，3個(gè)最深槽是平年2月份28天識(shí)別位置，還有一個(gè)槽深稍淺的是閏年2月份29天識(shí)別位置。此外，每一組里面還有4個(gè)槽深一致的識(shí)別位置是小月30日，而最外緣是31日大月的識(shí)別位置。

命令杠桿的識(shí)別端與命令凸輪的凹凸缺口相配合從而確定了當(dāng)年當(dāng)月的具體日期，并且把這一信息迅速傳遞給位于命令杠桿的其他輔助驅(qū)動(dòng)杠桿，使得它們按照事先設(shè)定好的“程序”再驅(qū)動(dòng)日歷輪、周歷輪、月歷輪、年歷輪以及高精度月相。

不過(guò)，萬(wàn)年歷表并非“永恒的日歷”，現(xiàn)有的萬(wàn)年歷表到2100年3月，都要進(jìn)廠重新調(diào)校。因?yàn)殚c年的判斷方法是：能被400整除的年份，或者能被4整除但同時(shí)不能被100整除的年份，然而2100年上述兩個(gè)條件都無(wú)法滿足，應(yīng)該是平年。但是，現(xiàn)有的萬(wàn)年歷表的齒輪機(jī)械程序還無(wú)法涵蓋這種情況，會(huì)自動(dòng)把2100年認(rèn)定為閏年。

此外，萬(wàn)年歷表不能往回調(diào)，調(diào)過(guò)一天，機(jī)芯就要停置一天，調(diào)過(guò)一年，就要停置一年。以前有的鐘表店學(xué)徒不懂，將萬(wàn)年歷表往前調(diào)了兩年，這只表當(dāng)時(shí)就不能賣了，而要等到兩年后再賣。

中國(guó)技術(shù)的突圍

機(jī)械表在中國(guó)起步很晚。1955年3月24日下午5點(diǎn)45分，天津市河?xùn)|區(qū)一間低矮的平房里傳出了均勻而有節(jié)奏的“滴答”聲，一塊印有“中國(guó)制”三個(gè)字的手表正式問(wèn)世，那一刻，才結(jié)束了中國(guó)只能修表不能造表的歷史。從那一刻到今天，還不滿六十年。

20世紀(jì)60、70年代是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，手表是緊缺商品，一個(gè)款式可以連續(xù)生產(chǎn)幾百萬(wàn)只，市場(chǎng)仍然緊俏，所以使用統(tǒng)一機(jī)芯的“圓頭白臉”簡(jiǎn)單款手表就可以風(fēng)靡全國(guó)。1980年以后，供應(yīng)逐漸充裕，競(jìng)爭(zhēng)加劇，鐘表行業(yè)才開(kāi)始重視外觀設(shè)計(jì)，重視外觀件材料的選擇，品種逐漸多樣化。

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)鐘表才開(kāi)始走出國(guó)門。進(jìn)入國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代，除了手表外觀的設(shè)計(jì)，更注重機(jī)芯內(nèi)機(jī)械構(gòu)造的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。近十年來(lái)，國(guó)產(chǎn)腕表在技術(shù)上的進(jìn)步非常迅速，不論高難度的陀飛輪技術(shù)還是穩(wěn)定的基礎(chǔ)功能，腕表機(jī)芯的技術(shù)壁壘正在逐漸被突破。

此外，新材料的應(yīng)用也是我國(guó)技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)之一。硅材料在機(jī)械手表的核心部件——擒縱調(diào)速機(jī)構(gòu)的應(yīng)用成為事實(shí)，進(jìn)一步減輕了手表材質(zhì)受重力影響導(dǎo)致計(jì)時(shí)偏差的問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)手表生產(chǎn)技術(shù)也產(chǎn)生了顛覆性的影響。硅材料不僅提高了零件加工的精度，也通過(guò)全新設(shè)計(jì)制造理念解決問(wèn)題，已成為是國(guó)際手表未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

不過(guò)，與具有幾百年歷史深厚積淀的瑞士鐘表相比，中國(guó)在設(shè)計(jì)、制造工藝等環(huán)節(jié)仍存在較大差距，優(yōu)秀的技藝、材料、設(shè)計(jì)、人才培養(yǎng)體系，以及品牌建立的體系和能力完全，需要時(shí)間。

機(jī)芯仍舊是大多數(shù)國(guó)產(chǎn)品牌難以攻克的技術(shù)壁壘，投入大、研發(fā)周期長(zhǎng)是主要原因。目前，使用自產(chǎn)機(jī)芯的仍局限于海鷗、飛亞達(dá)等屈指可數(shù)的品牌。以天津的海鷗集團(tuán)為例，近年來(lái)每年的科研投入占集團(tuán)銷售收入的比重近7%，這不是一筆小數(shù)目。加強(qiáng)機(jī)芯的打磨，提高內(nèi)在品質(zhì)，還受廢品率和生產(chǎn)效率成本的限制，實(shí)現(xiàn)較為困難。

因此，對(duì)國(guó)表來(lái)說(shuō)，找準(zhǔn)自己的市場(chǎng)定位就很重要。拿中國(guó)品牌和瑞士品牌相比，國(guó)表有明顯的系統(tǒng)性差距。對(duì)中國(guó)品牌來(lái)講，無(wú)需全面競(jìng)爭(zhēng)和超越，而應(yīng)該以自己的技藝，找到精準(zhǔn)的市場(chǎng)，去滿足特定的需求，再傳播自己的品牌。

從技術(shù)面上講，國(guó)表應(yīng)該走“返璞歸真”之路，陀飛輪對(duì)應(yīng)的不是大眾消費(fèi)者，只是特定人群的需要。目前亟待夯實(shí)和突破的技術(shù)領(lǐng)域，仍然在機(jī)芯部分，要制造出最穩(wěn)定、可靠和耐用的機(jī)芯，這是最基礎(chǔ)的，也是最長(zhǎng)遠(yuǎn)的。

曾有業(yè)內(nèi)人士指出，西方的鐘表之禮在于精確、精湛、精美，它是科學(xué)之禮。東方的計(jì)時(shí)器、天文歷法之禮在于風(fēng)土、秩序、玄妙，它是社會(huì)之禮。國(guó)表，既可以融合西方人的技藝，也可以沉淀只屬于中國(guó)人的文化傳統(tǒng)和智慧。（感謝海鷗表業(yè)集團(tuán)有限公司技術(shù)中心第二高檔機(jī)芯制作室主任曹維峰對(duì)本文的幫助）