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无处不在的自然力
宇宙一词，无论从字面上还是含义上，都与“空间”和“时间”相关。《新华字典》中对“宇宙”是这样解释的——“四方上下日宇，古往今来日宙”。“宙”宇所涵盖的“古往今来”就是我们所了解的“时间”。
人们“日出而作，日落而息”的年代，太阳规律性地“东升西落”便成为最可靠的时间指示器——尽管人们可以识别的只有“白天”与“黑夜”这简单的两段时间。此时，如果把太阳看做指示时间的“指针”，那么后来被牛顿发现的“万有引力”便是保障其精准走时的动力。
人类开始有意识地制造并使用“计时器”的历史，是从中国开始的。早在3000多年前的周朝时期，我们的祖先就用土和石片刻制成“土圭”与“日晷”来计时，成为世界上最早发明及使用计时器的国家之一。
无论是太阳的“东升西落”还是后来出现的用“土圭“与“日晷”来指示时间，都是借助于宇宙星体之间的规律性位移而实现对于时间的粗略计量。如果把这种早期的“计时装置”称作钟表的雏形，那么维持其正常运转的，就是宇宙间无处不在的引力。
利用流动物质的连续性来计时，是人类认识和适应自然的一大进步。虽然其准确性同样不高，但基本能够摆脱天文现象的不可预知性的弊端。沙漏和漏壶就是分别利用沙流、水流的流量进行计时的装置。东汉时张衡制成的漏水转浑天仪，就是利用机械齿轮系统将浑象和计时漏壶结合起来，通过漏壶滴水推动浑象规律性地每天旋转一周的装置。
世界上公认的最早的机械式钟表，是1088年北宋宰相苏颂发明并主持修建的水运仪象台。它首次将擒纵机构应用在机械装置上，而擒纵机构是区别真正“钟表”与远古“计时装置”的主要分水岭。同时，利用源源不断的水能来提供钟表运行所需要的动力，首次改变了原本计时需要严格依赖天气的状况，不再靠“天”吃饭，是人们在钟表领域控制外力的巨大进步。如果说万有引力是一种无处不在的“无形力”，那么松散的流沙或潺潺的水流所表现出的就是一种“有形力”——当然它们作用的展现，仍然需要万有引力的作用与支持。
重力带来的动力革命
公元14世纪前后，在欧洲英、法等国的高大建筑物上开始出现报时塔钟，其动力主要来源于用绳索悬挂的重锤。重锤在地心引力的作用下产生重力，并通过绳索牵引钟表的齿轮组件运转。这种塔钟只有一根指针，虽然已经采用了擒纵机构的雏形，不过整体结构仍然很简单且制作不够精密，因此每天的日差也比较大，为15至30分钟。与地心引力以及风力、水力等自然界外力相比，重锤虽然也依赖地心引力的作用，但它却是在人们的控制范围之内而存存的。并日具有稳定的动力输出，是人们在制表领域脱离自然的一种进步。直到如今，很多独立制表人制造的钟表，仍然采用重锤提供动力的方式，不过，他们多是作为装饰艺术的方式而存在，并没有太多功能方面的意义。
存发条出现之前，重锤是提供钟表运转的最为稳定和可靠的动力源。不过，在重锤从顶端回落到低端之后。需要人们手动利用绞盘将其升至高点。很快，人们开始学会将那些笨重的巨大钟表等比例缩小，搬回家里，挂在墙上，独自享用。这就是如今仍然存古董市场上占据一席之地的重锤钟。由于静止状态下的重锤可以提供源源不断且恒定的牵引力（动力），因此通常情况下重锤钟的走时都特别精准。之前的很多天文台钟，基本都采用了重锤驱动的形式。重锤钟是通过重锤带动钟表内的机械构造，然后通过擒纵系统将动力均匀分配，最终体现在钟盘上显示时间。这种情况下，重锤扮演的是动力源的角色，在重锤与齿轮系统之间有钢绳或者丝线连接。古代还有一种对于重锤更直接的利用，那就是将时间的刻度标记在连接重锤的丝线或者绳子上。在悬挂重锤的支架（教堂或者其他高层建筑）上做一个标记，依据标记所指向的重锤线绳的刻度数字来判断时间。
虽然说重锤的出现与后来的发条还存存一定的差距，也必须借助自然界引力来完成整个走时过程，但是重锤工作的原理与发条弹性势能的原理是一致的。首先，人要花费力气利用绞盘将重锤升至高点，这就像人同样要花力气为钟表上弦一样——试想—下，如果同样是动辄数十米见方的巨型钟，为它上满弦可也不是那么轻松的事情。其次，利用绞盘盘绕起来的重锤线绳，正像是因为被施加了外力而变得紧绷的发条——发条积蓄的是向外的张力，而重锤线绳积蓄的是重锤向下的拉力，总之二者的最终效能都是相同的。在这种情况下，盘绕在绞盘上的重锤丝线就相当于钟表中积蓄了能量的主发条。
机械势能成就现代钟表
重锤虽然在体积方面比利用自然力的机械有所缩小，但整体还是无法携带，只能用在塔钟等大型的计时工具上面。15世纪初，德国纽伦堡的锁匠Peter Henleln设计出一种可以卷曲的弹性金属片，对其施加压力后，以弹性势能的方式释放出来，供给钟表机械组件使用。这只表可以随身携带，且从外观上看呈现蛋形，人们就叫它“纽伦堡蛋”。它便是第一只可随身携带的钟表，也是怀表的雏形。15世纪末、16世纪初，铁质发条在钟表中已经十分普遍，钟表有了新的动力源，也为钟的小型化创造了条件。当时的铁质发条制作粗糙，且韧性有限，使用一段时间便会失去弹性，不过这种利用弹性势能的动力储存方式，直到今天仍在采用。发条的出现，以及后来出现的代替钟摆的游丝，促进了钟表小型化的进程，同时也为制造更便携的怀表提供了必要的条件。
20世纪40年代，随着冶炼技术的进步，制表业出现了用高碳钢制造的主发条。这种材料硬度很大，弹性也好，不过却容易产生疲劳，满弦与动力将尽时所输出的力矩差距很大。如今使用最多的是一种名为NIVAFLEX的材料，它是镍基金属且成分复杂，和最初的碳钢材质的发条相比，NIVAFLEX发条在整个动力过程中表现得更加稳定，不容易产生金属疲劳。这种材料的主发条弹性比较持久，完全放松状态下呈“S”形。
长动力是动力发展的另一进步。受到发条盒体积等原因的限制，普通手表的发条动力大约在36至50小时。虽然在如今自动上弦手表比较流行的大背景下。手表具有几天的动力储存显得不是那么重要，但是，作为制表实力的一种展现，长动力手表仍然被很多制表师及制表厂家所推崇。于是，三日链、七日链、八日链、十日链，甚至31日链便成为人们热议的话题。 电子能带来的无限可能
18至19世纪，钟表制造业已经发展相当成熟，并开始逐步实现工业化，提供机械钟表动力的发条也在改革中不断发展完善。进入20世纪。电子工业发展迅速。依靠电子以及石英技术驱动的手表开始出现在人们的视野。电子钟表是现代电子技术与精密加工技术相结合的产物。20世纪50年代，瑞士凭借其对于机械式摆轮游丝技术的成熟经验和技术，大胆地对机械表进行了一次变革，取消了传统的发条结构，改用电池来充当手表运行的动力。制表师在手表中加入一些晶体管等电子元件，但仍然采用摆轮游丝来调控时间，成功研制出了摆轮游丝式电子钟表，后来被称为第一代电子钟表。仅仅过了十多年的时间，也就是60年代末70年代初，便相继产生了第二代、第三代和第四代电子钟表。第一代电子钟表与机械钟表已经有了明显的不同，主要表现在动力源方面。第一代电子钟用电池替代了钟表发条，而在走时精度上却没有太大进步。第二代电子钟表相对于第一代已经有了重大的改进，除了能源使用电池，在产生时间信号方面采用了音叉振荡器。这一时期电子钟的走时精度有了一定的提高。第三代电子钟便是现在仍然充斥市场——特别是女装表市场——的指针式石英表。指针式石英表既具有石英钟表高度精确的走时精度，又具有机械钟表的运行效果和外观造型，因此指针式石英表从诞生之日起便引起了广泛的关注。第四代电子钟表是数字式石英电子表，也就是我们常说的“液晶”电子表，它也是采用石英谐振器作为频率振荡器，与石英表不同的是，它经过分频、计数和译码后利用显示器件以数字的形式来显示时间。
石英表中最为重要的一个部件之一就是石英谐振器，如果将其与机械钟表相对比，它就相当于石英表中的“擒纵调速系统”。不过，石英谐振器的谐振频率比普通摆轮游丝的频率稳定度要高出100倍以上。石英谐振器作为石英表内能量与动力交换的枢纽，它与集成电路（内含振荡电路、分频电路、窄脉冲形成器和驱动电路）相互作用，产生标准时间信号，进而通过步进电机依次作用于传动系统、指针显示系统，进而显示时间。法国科学家存19世纪80年代首先发现石英晶体的压电效应。20世纪30年代初，石英技术开始应用到钟表之中。不过，石英在钟表中被广泛采用，却是在20世纪60年代石英振子被小型化以后。随后，便是我们所熟知的“石英革命”的到来。
光动能是近年来出现的可以将可见光源转化成电能驱动手表运行的技术，在这方面表现较为突出的是西铁城。在一般环境下，只要计手表表面的太阳能面板接收到明亮光源，手表就会保持在充电状态，供给手表走时，多余的光能会不断地转换成电能，储存在电池里备用。只要光照充分，使手表完全充电，即便手表不再接触光源，手表通常也能连续运作两个月以上。
动力发展与钟表体形的关系
从最初的宇宙引力到后来的水力，再到后来出现的重锤，动力的施加都是源源不断的，也就是说并没有一个能够将这些力约束起来的机构。以上这些有一个共性，那就是其体积异常庞大——太阳这座“大型计时器”，其体积相当于整个太阳系；苏颂的水运仪象台，是一个7米见方，高12米的巨型“堡垒”；而早期采用重锤提供动力的大钟，也多出现于教堂或者大型建筑的顶端，体积自然也巨大无比。自从人们发现弹性势能并将其应用于钟表中的机械装置开始，钟表逐渐向微型化方向发展的趋势才成为—种可能。从这个意义上来说，钟表动力的发展历史，也是钟表向微型化方向发展的一个过程。作为时间长河中的短短一瞬，人类社会的不断进步，主要表现在对于“动力”掌控的日趋成熟。机械钟表的诞生，是人们认识及利用“动力”的巨大进步，也是时间测量史上新的里程碑。
动力发展的新领域
人体芯片技术已经有了几十年的发展历史，科幻片里的影像正逐步地深入到我们的生活，从医疗到科学实验，再到日常的生活。如今，有人构想将这—技术与钟表联系起来，计划推出可以植入皮下的“手表”。虽然听起来容易让人感觉不舒服，但科技的发展似乎也总能够为本来波澜不惊的表市场注入一些活力。
现代社会的快速发展，对钟表运行的精准度产生越来越高的要求。单就钟表的精度来说，石英振荡技术的出现使人与时的误差缩小在每天千分之一秒内，但对于大多数机械手表每天+4/6秒，明显已经精确了无数倍。不过，即便石英表已经能够如此精确，仍然不能满足科学家们研究的需要。根据爱因斯坦的引力论，在“引力场”内，空间和时间都会弯曲，比如，同一只钟表，放在珠穆朗玛峰顶比放在海平面处，平均每天要快二千万分之一秒，要将时间计算精确到这种程度，科学家们考虑到只有通过原子本身的微小震动来控制钟表才能实现。原子钟发展至今，已经达到了几乎“不可思议”的精确度——1万年内不超过一秒。
宇宙一词，无论从字面上还是含义上，都与“空间”和“时间”相关。《新华字典》中对“宇宙”是这样解释的——“四方上下日宇，古往今来日宙”。“宙”宇所涵盖的“古往今来”就是我们所了解的“时间”。
人们“日出而作，日落而息”的年代，太阳规律性地“东升西落”便成为最可靠的时间指示器——尽管人们可以识别的只有“白天”与“黑夜”这简单的两段时间。此时，如果把太阳看做指示时间的“指针”，那么后来被牛顿发现的“万有引力”便是保障其精准走时的动力。
人类开始有意识地制造并使用“计时器”的历史，是从中国开始的。早在3000多年前的周朝时期，我们的祖先就用土和石片刻制成“土圭”与“日晷”来计时，成为世界上最早发明及使用计时器的国家之一。
无论是太阳的“东升西落”还是后来出现的用“土圭“与“日晷”来指示时间，都是借助于宇宙星体之间的规律性位移而实现对于时间的粗略计量。如果把这种早期的“计时装置”称作钟表的雏形，那么维持其正常运转的，就是宇宙间无处不在的引力。
利用流动物质的连续性来计时，是人类认识和适应自然的一大进步。虽然其准确性同样不高，但基本能够摆脱天文现象的不可预知性的弊端。沙漏和漏壶就是分别利用沙流、水流的流量进行计时的装置。东汉时张衡制成的漏水转浑天仪，就是利用机械齿轮系统将浑象和计时漏壶结合起来，通过漏壶滴水推动浑象规律性地每天旋转一周的装置。
世界上公认的最早的机械式钟表，是1088年北宋宰相苏颂发明并主持修建的水运仪象台。它首次将擒纵机构应用在机械装置上，而擒纵机构是区别真正“钟表”与远古“计时装置”的主要分水岭。同时，利用源源不断的水能来提供钟表运行所需要的动力，首次改变了原本计时需要严格依赖天气的状况，不再靠“天”吃饭，是人们在钟表领域控制外力的巨大进步。如果说万有引力是一种无处不在的“无形力”，那么松散的流沙或潺潺的水流所表现出的就是一种“有形力”——当然它们作用的展现，仍然需要万有引力的作用与支持。
重力带来的动力革命
公元14世纪前后，在欧洲英、法等国的高大建筑物上开始出现报时塔钟，其动力主要来源于用绳索悬挂的重锤。重锤在地心引力的作用下产生重力，并通过绳索牵引钟表的齿轮组件运转。这种塔钟只有一根指针，虽然已经采用了擒纵机构的雏形，不过整体结构仍然很简单且制作不够精密，因此每天的日差也比较大，为15至30分钟。与地心引力以及风力、水力等自然界外力相比，重锤虽然也依赖地心引力的作用，但它却是在人们的控制范围之内而存存的。并日具有稳定的动力输出，是人们在制表领域脱离自然的一种进步。直到如今，很多独立制表人制造的钟表，仍然采用重锤提供动力的方式，不过，他们多是作为装饰艺术的方式而存在，并没有太多功能方面的意义。
存发条出现之前，重锤是提供钟表运转的最为稳定和可靠的动力源。不过，在重锤从顶端回落到低端之后。需要人们手动利用绞盘将其升至高点。很快，人们开始学会将那些笨重的巨大钟表等比例缩小，搬回家里，挂在墙上，独自享用。这就是如今仍然存古董市场上占据一席之地的重锤钟。由于静止状态下的重锤可以提供源源不断且恒定的牵引力（动力），因此通常情况下重锤钟的走时都特别精准。之前的很多天文台钟，基本都采用了重锤驱动的形式。重锤钟是通过重锤带动钟表内的机械构造，然后通过擒纵系统将动力均匀分配，最终体现在钟盘上显示时间。这种情况下，重锤扮演的是动力源的角色，在重锤与齿轮系统之间有钢绳或者丝线连接。古代还有一种对于重锤更直接的利用，那就是将时间的刻度标记在连接重锤的丝线或者绳子上。在悬挂重锤的支架（教堂或者其他高层建筑）上做一个标记，依据标记所指向的重锤线绳的刻度数字来判断时间。
虽然说重锤的出现与后来的发条还存存一定的差距，也必须借助自然界引力来完成整个走时过程，但是重锤工作的原理与发条弹性势能的原理是一致的。首先，人要花费力气利用绞盘将重锤升至高点，这就像人同样要花力气为钟表上弦一样——试想—下，如果同样是动辄数十米见方的巨型钟，为它上满弦可也不是那么轻松的事情。其次，利用绞盘盘绕起来的重锤线绳，正像是因为被施加了外力而变得紧绷的发条——发条积蓄的是向外的张力，而重锤线绳积蓄的是重锤向下的拉力，总之二者的最终效能都是相同的。在这种情况下，盘绕在绞盘上的重锤丝线就相当于钟表中积蓄了能量的主发条。
机械势能成就现代钟表
重锤虽然在体积方面比利用自然力的机械有所缩小，但整体还是无法携带，只能用在塔钟等大型的计时工具上面。15世纪初，德国纽伦堡的锁匠Peter Henleln设计出一种可以卷曲的弹性金属片，对其施加压力后，以弹性势能的方式释放出来，供给钟表机械组件使用。这只表可以随身携带，且从外观上看呈现蛋形，人们就叫它“纽伦堡蛋”。它便是第一只可随身携带的钟表，也是怀表的雏形。15世纪末、16世纪初，铁质发条在钟表中已经十分普遍，钟表有了新的动力源，也为钟的小型化创造了条件。当时的铁质发条制作粗糙，且韧性有限，使用一段时间便会失去弹性，不过这种利用弹性势能的动力储存方式，直到今天仍在采用。发条的出现，以及后来出现的代替钟摆的游丝，促进了钟表小型化的进程，同时也为制造更便携的怀表提供了必要的条件。
20世纪40年代，随着冶炼技术的进步，制表业出现了用高碳钢制造的主发条。这种材料硬度很大，弹性也好，不过却容易产生疲劳，满弦与动力将尽时所输出的力矩差距很大。如今使用最多的是一种名为NIVAFLEX的材料，它是镍基金属且成分复杂，和最初的碳钢材质的发条相比，NIVAFLEX发条在整个动力过程中表现得更加稳定，不容易产生金属疲劳。这种材料的主发条弹性比较持久，完全放松状态下呈“S”形。
长动力是动力发展的另一进步。受到发条盒体积等原因的限制，普通手表的发条动力大约在36至50小时。虽然在如今自动上弦手表比较流行的大背景下。手表具有几天的动力储存显得不是那么重要，但是，作为制表实力的一种展现，长动力手表仍然被很多制表师及制表厂家所推崇。于是，三日链、七日链、八日链、十日链，甚至31日链便成为人们热议的话题。 电子能带来的无限可能
18至19世纪，钟表制造业已经发展相当成熟，并开始逐步实现工业化，提供机械钟表动力的发条也在改革中不断发展完善。进入20世纪。电子工业发展迅速。依靠电子以及石英技术驱动的手表开始出现在人们的视野。电子钟表是现代电子技术与精密加工技术相结合的产物。20世纪50年代，瑞士凭借其对于机械式摆轮游丝技术的成熟经验和技术，大胆地对机械表进行了一次变革，取消了传统的发条结构，改用电池来充当手表运行的动力。制表师在手表中加入一些晶体管等电子元件，但仍然采用摆轮游丝来调控时间，成功研制出了摆轮游丝式电子钟表，后来被称为第一代电子钟表。仅仅过了十多年的时间，也就是60年代末70年代初，便相继产生了第二代、第三代和第四代电子钟表。第一代电子钟表与机械钟表已经有了明显的不同，主要表现在动力源方面。第一代电子钟用电池替代了钟表发条，而在走时精度上却没有太大进步。第二代电子钟表相对于第一代已经有了重大的改进，除了能源使用电池，在产生时间信号方面采用了音叉振荡器。这一时期电子钟的走时精度有了一定的提高。第三代电子钟便是现在仍然充斥市场——特别是女装表市场——的指针式石英表。指针式石英表既具有石英钟表高度精确的走时精度，又具有机械钟表的运行效果和外观造型，因此指针式石英表从诞生之日起便引起了广泛的关注。第四代电子钟表是数字式石英电子表，也就是我们常说的“液晶”电子表，它也是采用石英谐振器作为频率振荡器，与石英表不同的是，它经过分频、计数和译码后利用显示器件以数字的形式来显示时间。
石英表中最为重要的一个部件之一就是石英谐振器，如果将其与机械钟表相对比，它就相当于石英表中的“擒纵调速系统”。不过，石英谐振器的谐振频率比普通摆轮游丝的频率稳定度要高出100倍以上。石英谐振器作为石英表内能量与动力交换的枢纽，它与集成电路（内含振荡电路、分频电路、窄脉冲形成器和驱动电路）相互作用，产生标准时间信号，进而通过步进电机依次作用于传动系统、指针显示系统，进而显示时间。法国科学家存19世纪80年代首先发现石英晶体的压电效应。20世纪30年代初，石英技术开始应用到钟表之中。不过，石英在钟表中被广泛采用，却是在20世纪60年代石英振子被小型化以后。随后，便是我们所熟知的“石英革命”的到来。
光动能是近年来出现的可以将可见光源转化成电能驱动手表运行的技术，在这方面表现较为突出的是西铁城。在一般环境下，只要计手表表面的太阳能面板接收到明亮光源，手表就会保持在充电状态，供给手表走时，多余的光能会不断地转换成电能，储存在电池里备用。只要光照充分，使手表完全充电，即便手表不再接触光源，手表通常也能连续运作两个月以上。
动力发展与钟表体形的关系
从最初的宇宙引力到后来的水力，再到后来出现的重锤，动力的施加都是源源不断的，也就是说并没有一个能够将这些力约束起来的机构。以上这些有一个共性，那就是其体积异常庞大——太阳这座“大型计时器”，其体积相当于整个太阳系；苏颂的水运仪象台，是一个7米见方，高12米的巨型“堡垒”；而早期采用重锤提供动力的大钟，也多出现于教堂或者大型建筑的顶端，体积自然也巨大无比。自从人们发现弹性势能并将其应用于钟表中的机械装置开始，钟表逐渐向微型化方向发展的趋势才成为—种可能。从这个意义上来说，钟表动力的发展历史，也是钟表向微型化方向发展的一个过程。作为时间长河中的短短一瞬，人类社会的不断进步，主要表现在对于“动力”掌控的日趋成熟。机械钟表的诞生，是人们认识及利用“动力”的巨大进步，也是时间测量史上新的里程碑。
动力发展的新领域
人体芯片技术已经有了几十年的发展历史，科幻片里的影像正逐步地深入到我们的生活，从医疗到科学实验，再到日常的生活。如今，有人构想将这—技术与钟表联系起来，计划推出可以植入皮下的“手表”。虽然听起来容易让人感觉不舒服，但科技的发展似乎也总能够为本来波澜不惊的表市场注入一些活力。
现代社会的快速发展，对钟表运行的精准度产生越来越高的要求。单就钟表的精度来说，石英振荡技术的出现使人与时的误差缩小在每天千分之一秒内，但对于大多数机械手表每天+4/6秒，明显已经精确了无数倍。不过，即便石英表已经能够如此精确，仍然不能满足科学家们研究的需要。根据爱因斯坦的引力论，在“引力场”内，空间和时间都会弯曲，比如，同一只钟表，放在珠穆朗玛峰顶比放在海平面处，平均每天要快二千万分之一秒，要将时间计算精确到这种程度，科学家们考虑到只有通过原子本身的微小震动来控制钟表才能实现。原子钟发展至今，已经达到了几乎“不可思议”的精确度——1万年内不超过一秒。