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翻开字典，物理学的定义是自然科学的一个基础部门，研究物质的基本构造和物质运动的最一般规律。物理学可分为力学，光学，热学，量子力学，核物理学等。可以说物理学所研究的内容和日常生活息息相关，在整个人类社会的发展进程中，物理学起着重大的作用。回到钟表学，钟和表都是计量和指示时间的精密仪器。在钟表未被发明前，人们习惯于“日出而作，日落而息”，聪明的古代人类利用自然规律来掌握时间，此后则发明了“日晷”来指示时间。但无论是太阳有规律的升起与落下，还是后来利用“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。那么维持太阳升起落下的是什么呢？这个最基本的时间法则，就暗藏着牛顿“万有引力”的原理。可以说人类对于时间的掌握，从一开始就与物理学息息相关，而机械钟表的发明更是与物理学的研究紧密关联。
单摆的发现与摆钟的发明
让我们先来看一则小故事。1581年的一个礼拜天，在比萨城中，一个年轻人正在赶往天主教堂做礼拜。因为是礼拜天，长凳上坐满了人，很快教堂里开始响起和谐悦耳的管风琴乐曲，虔诚男女们的祈祷和赞美诗声在教堂里飘扬……那个年轻人却被悬挂在教堂半空的一盏吊灯吸引住了。当微风吹过，吊灯一直在来回摆动，随着时间的流逝，摆动的幅度也越来越小。年轻人一边按着自己的脉搏默数，一边继续看着吊灯的晃动，突然，他惊异的发现，无论吊灯摆动的幅度是最初的大还是现在的小，摆动一次所用的时间却是一模一样的。这座古老教堂里的吊灯不知道摇摆过多少次，每天有多少天主徒路过它，却从来没有人发现这个秘密。这个人正是著名的物理学家伽利略，而他发现的这个物理原理正是著名的“单摆”原理。“用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。单摆运动的周期公式是：T=2π√（L/g），其中L指摆长，g是当地重力加速度。”
在“单摆”原理发现前的机械钟，是以重锤为动力来源，重锤在地心引力的作用下产生重力，并通过钢绳牵引钟表的齿轮组件运转，这种最原始的机械钟，往往只有一个指针，而由于动力不均衡的原因，时差严重。简单说重锤就像机械表里的发条盒一样，利用重力势能，在逐渐下降的过程中为时钟走时提供能量。
1658年，荷兰物理学家惠更斯改进了以重锤为动力的大型机械钟，根据伽利略的单摆等时性原理，即无论摆幅大小，摆锤每一次震荡的时间都相同，在此基础上发明了摆钟。第二年，在惠更斯的指导下年轻钟匠S. Coster制造成功了第一个摆钟。1675年，惠更斯又用游丝取代了原始的钟摆，这样就形成了以发条为动力、以游丝为调速机构的小型钟，同时也为制造怀表提供了条件。
芝麻链的秘密
来做一个小实验吧！拿出一个普通的弹簧，用力将弹簧按压下去，弹簧会自然压缩，当你放开弹簧，你会发现它在一段时间里慢慢恢复了原样，但在一开始恢复的速度最快，然后慢慢减慢，可见能量的释放非常不均匀。对于早期的制表师来说，发条上满链条后，最初的走时和快没有动能时的走时差距非常大，这对于以精准为目的的钟表来说，是个很大的问题。
于是一种可以降低动力不均匀的机械机制——芝麻链被发明了出来。最早的芝麻链机构可以追溯到1525年由Jacob Zech所制作的时钟。早在1490年达芬奇就已经绘制出了这一机构的草图。正如GH Baillie在其标准著作《Watchmaker and Clockmakers of the World世界钟表制作师》一书中所说：“也许没有机械问题能够得到如此简单而完美的解决。”等到16、17世纪，芝麻链系统已经常见于许多厚实的中大型怀表、英式的天文观测钟以及20世纪早期的航海钟上，正式名称为“Chain and Fusée”，由一根非常细小的钢质链条和一个均力圆锥轮组成。链条类似缩微版的自行车链条，好似由一颗颗芝麻链接而成（其实比芝麻还要细小），所以得名“芝麻链”，而均力圆锥轮上有螺旋向上的轨道，非常神似层层向上的宝塔，故又被形象地称为“宝塔轮”。
其实这个芝麻链的运行原理，正是源自口出狂言“给我一个支点，我能撬起地球的”著名物理学家阿基米德发现的杠杆原理。当主发条已完全上链并全力运作时，芝麻链会在较细小的圆周，也就是宝塔轮的杠杆拉动；而当主发条动力减弱时，芝麻链则会在宝塔轮较大的圆周部分拉动。简单来说，芝麻链就是使发条动力输出更平稳的装置，制表师采用这种装置的目的，就是让机械表走时更加精准。
钟表的产生与物理学的发展息息相关，现代高级腕表的各项功能，更是离不开物理学的各个原理，让我们继续来上几堂有趣的物理钟表课吧。
第一讲
动力的探究
学习点：恒定动力
头发一根根竖起来，身上起了一身鸡皮疙瘩！玩过过山车的人们都一定会有这样的感受。过山车不仅速度快得惊人，还因为刺激成为游乐场里的排队之王。可是现在要告诉大家，过山车其实没有发动机。那么它的动力来源于哪里呢？在过山车刚刚开始发动时，它的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是引力势能，即由势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程。这个惊险刺激的过山车动力来源，是不是非常有趣？
任何物体的运转都需要动力，维持钟表机芯运转当然也需要动力。现代钟表的原动力一般有机械力（机械表）和电力（石英表）两种。探索机械钟表发展的数百年历史，其动力从苏颂水运仪象台利用自然的水动力，到以重锤或发条释放能量为动力，到现代利用光源转化成电能驱动手表运行的技术，人类对于“动力”的掌控日趋成熟。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。 我们都知道，机械腕表的动力释放并非是持续恒定的，它会因为上链或者是动力消耗而产生波动。从芝麻链开始，“恒定动力”就一直是热门研究方向。
Romain Gauthier独立制表人的选择
对于如何保持恒定动力，独立制表师又会变出何等魔法？于2006年创立的Romain Gauthier是瑞士独立制表品牌，创始人即制表师，他制作的第三枚名为Logical One的腕表，正是一枚恒定动力腕表。
Logical One的腕表采用一个源自15世纪的圆椎型链带滑轮装置，通过扭矩的变化，来达到力量的均衡分布。简单说，就像是你从井里打水，当你没力气转动把手时，这个装置可以调节把手的长度，从而帮助你以较小的力气提起井水（同样是杠杆理论的体现）。但是，这样的一个传统装置要放在现代腕表上，仍然有许多需要解决的问题。首先，这个传统装置需要的空间很大，如果要装配在腕表上，必须要做一个“瘦身”处理，否则腕表就会成为手腕上的一个庞然大物；第二，这个装置里的链条需要在圆椎体滑轮上缠绕数圈，以达到足够的强度，但这同时也带来了易磨损的弱点；第三，传统装置中的圆椎体滑轮具有一定的高度，因而使得缠绕在上面的链带在运行过程中，会与主发条产生一定的角度，这也使得其能量的传输发生损耗，效率降低；还有一个问题是，链条间的连接往往不够精密，因而常常会被卡住，这也影响了恒定动力的输出。
种种这些问题，Romain Gauthier用了两样东西去解决。其一是一个蜗状的齿轮，它位于链带装置的上半部分，从表盘大概11点的位置可以看到它。这个蜗状的齿轮替代了传统装置中的圆椎型滑轮装置，从而不仅使得整个结构的体积大大减小，同时，这个蜗状齿轮可以保证恒定系统与主发条盒处于同一水平面上，因而运行效率也大大增加。
另一个解决问题的创新是红宝石链带，与传统的链带不同，这条红宝石链带全部采用红宝石进行连接，完全解决了容易被卡住或者是易磨损的问题。并且，从视觉上看，这条红宝石链带也是这一款腕表的最大亮点。
芝柏 恒定动力的代表作
芝柏Haute Horlogerie系列恒定动力擒纵腕表绝对称得上一款石破天惊之作。它的设计灵感，也源自一个小故事。
芝柏表研发部经理Nicolas Dehon有一天坐火车旅行，在车上他随意地玩着车票。他将这张小纸片在手指里弯来弯去，突然，一个要发明一种擒纵机构的念头闯入他的脑中，这新系统的弹性硅晶体游丝，能够交替地将压力一一传递下去，就象车票先向一个方向弯曲，接着弯向另一个方向。
芝柏表恒定动力擒纵系统的基本运作原理：恒定动力擒纵系统的心脏部份是细于人类毛发六倍的弹性硅晶体游丝，它能储存极微少的能量，并透过每次波浪形振动，释放出少量能量，这一能量存贮在擒纵机构的弹簧中，使得它从稳态弯曲到亚稳态，这时它拥有比稳态更高的能量，从而周而复始向摆轮提供稳定平均的动力，令摆轮的摆幅及震频保持稳定，直至发条鼓的动力储备耗尽为止——事实上，是超过一个星期，因为是双发条鼓，每个包含两个弹簧。
首次提出的概念和擒纵系统成品系列之间的主要区别是，双擒纵轮每个都包含三个而不是六个轮子，这相当于机芯的振动频率为3赫兹（每小时振动21，600次）。该擒纵机构已申请两项技术专利，一项为“金属片”（游丝），于2008年提交申请，另一项为柔性系统中使用的限制制动器。
首款恒定动力擒纵腕表，将尖端技术成就及富于时代感的设计集于一身，表盘布局着重突出恒定动力擒纵系统的蝴蝶翅形框架及弹性游丝的结构，表盘下方是恒定动力擒纵系统亮相的舞台，透过防眩水晶玻璃可见芝柏表经典三桥夹板的新排列造型。小时盘移至12时位置，左右为两个发条鼓，能够确保一星期的动力储备。9时位置为线形动力储备显示，18K白金表壳线条流丽，配衬黑色鳄鱼皮表带。
Pour le Mérite 芝麻链的代名词
前文我们已经提及“芝麻链”是钟表史上的一项划时代的伟大发明，但高大立体的宝塔轮结构也给将这项技术缩微到现代手表上带来不小的挑战。然而，有深得该项古老技术神髓的品牌凭借精湛高超的制表技艺，成功地推出了有“芝麻链-宝塔轮”机构的手表，如朗格自复兴以来相继推出的超复杂Pour le Mérite系列表款以及宝玑的7047芝麻链陀飞轮手表等。
为了不让这项古老的技术成为挂在博物馆发黑墙板上的说明书，朗格决定复苏传统芝麻链。朗格的信徒们深知，这套用来均衡主发条扭矩传递的堪称袖珍版自行车传动装置的机构，对于格拉苏蒂制表业而言早已不是什么新鲜事。当Guenter Blumlein和Walter Lange于1994年复牌朗格表时，Pour le Merite陀飞轮便是其东山再起的四款作品之一，也是芝麻链系统首次被微缩到一块腕表中。这一奇迹应归功于Renaud & Papi的努力，以及爱彼智囊团的谋士们。
如今，芝麻链系统已经由Le Locle完全转移到朗格表本厂生产，这一举措进一步巩固了朗格表无法撼动的顶级制表师地位。显而易见，朗格表要等到万事俱备后才会大举扩张。芝麻链所采用的线性打磨工艺不仅仅出于装饰目的，打磨过程中所形成的毛边还有助于链环的咬合。渺小的零部件的每个环节都要发挥它最大的功效。Richard Lange腕表将芝麻链机构隐匿于几近完美的设计下，使这一构思更加神秘（新款腕表采用了三层珐琅盘面）。不同于时下那些通过表盘上的大窗口设计来彰显陀飞轮的浮夸做法，朗格的芝麻链所表达的是对精确性的执着追求，它内敛，透过底盖若隐若现。这一刻，腕表已不仅是传报时间的工具，而是让时间在这个舞台上向你独自倾诉。 朗格表和Renaud & Papi在90年代首次设计芝麻链腕表时，还增加了三项预防措施以确保机构的运行无误。第一项：在主发条完全上紧前终止上链过程的杠杆机构，以此来防止芝麻链崩裂；第二项：经过改良的动力制动结构，目的是在发条动力完全消耗前停止机芯运转；第三项：行星齿轮保证了上链阶段动力向机芯的传递，从而确保了腕表在上链过程中动力的连续传递。
第二讲
磁场的奥秘
学习点：防磁、用磁
很多第一次买机械表的表友，都会遇到一个常见的问题。手表走着走着变快了，并没有摔过也没有碰撞过，这是怎么了？拿到维修点，五分钟后，检测报告出来，手表受磁了。
磁场是一种看不见摸不着的特殊物质，但磁场又确实无处不在。从家用电器到个人电器，从冰箱贴到皮包扣，在我们周围环绕着一个网络密布的巨大磁场。日常生活中小钱包的磁吸释放的磁性就能达到200高斯，冰箱门的磁吸通常在1，000高斯以上，医学领域使用的大型核磁共振设备能生成5，000到20，000高斯的磁场。
对于机械钟表来说受磁场影响最大的是游丝，可改变其弹性模量，也使游丝在磁场的作用下变形，产生附加应力，严重时，磁场可导致游丝粘连，严重影响走时。
打败“特斯拉”
“特斯拉”不是大怪兽，它是磁场的单位，1个特斯拉等于10，000高斯。一般防磁表主要利用物理屏蔽的方式实现，比如在表壳和机芯之间放置防磁软铁内表壳，减小磁场对机芯的影响，因此普通防磁表可抵御的磁场强度为60至80高斯。但是当磁场强度达到1个特斯拉时，这种普通方式会失效。
欧米茄 首款真正防磁机芯
2013年，欧米茄在瑞士日内瓦时间之城（Cité du Temps）召开新闻发布会，宣布已研发出一款可抵御大于1.5特斯拉（15，000高斯）的强磁场的全新机芯，其防磁性能远胜于此前任何表款，使困扰制表业数个世纪的防磁难题迎刃而解。欧米茄全球总裁欧科华先生在致辞中表示：“这款防磁机芯的问世不仅对欧米茄品牌来说意义重大，而且对于整个制表界来说，都代表着一项重大突破。欧米茄自诞生以来一直是专业制表领域的创新先驱，这项全新防磁成果又一次淋漓尽致地彰显了品牌的先锋精神和创新内涵。”
为了在这个无处不在的无形磁场中确保腕表依然精准走时，欧米茄凝聚群力，与斯沃琪集团姐妹公司ETA密切合作研发，挑战制表界在防磁领域的常规思维局限。最终成功推出最理想的方案，防磁性能令人叹为观止：高达1.5特斯拉（15，000高斯）甚至以上的强磁场也从容应对。
面对传统方式，欧米茄创新防磁机芯以创新非磁性材质，实现防磁效果的飞跃：非磁性硅游丝，非磁性镍磷材质擒纵轮，非磁性材质摆轮——如此一来巨大的优势跳脱而出：1、可抗高达15，000高斯甚至以上的强磁场；2、没有内表壳的限制，可以显示日历功能，亦可采用蓝宝石表背，让人饱览精密机芯的运行美态。毋庸置疑，在创新制表领域拥有无数光环的欧米茄，再度树立了一座全新的里程碑。
劳力士 Milgauss为防磁而生
于1956 年问世的Milgauss，专为在磁场环境中工作的工程师和技术人员设计。它一出生就击倒了特斯拉。Mille在法语中的意思为一千，gauss就是高斯，Milgauss腕表因可以抵御高达1，000高斯的磁力强度而得名。
这款创新的防磁腕表不仅因日内瓦欧洲核子研究组织（CERN）的科学家所佩戴而闻名，更被誉为科技进步的代表杰作。如此强大的防磁力，全靠多项创新技术。第一层防护便是劳力士于1954年申请专利、安装在蚝式表壳内的防磁壳。此防磁壳由铁磁合金制成，将机芯包裹起来，为其提供高效保护。第二层防护便是平衡摆动组件和擒纵装置，这两个主要机芯组件由创新的顺磁性材料制成，自2000年代起由劳力士着手研发。
Milgauss采用完全由劳力士研制的3131型自动上链机械机芯。和所有劳力士恒动机芯一样，3131型机芯也获得了瑞士官方鉴定认可时计认证，此认证专门颁发给成功通过瑞士精密时计测试中心（COSC）检测的精准腕表。此腕表还采用了劳力士专利组件，确保腕表的防磁水平与表名相符。Milgauss的擒纵组件配有镍磷合金制成的顺磁擒纵轮，此装置由劳力士研创的微型零件生产技术UV-LiGA制成。平衡摆动组件是腕表的心脏部件，配备劳力士专利、以独特的铌锆合金制成的蓝色Parachrom游丝，不受磁场干扰之余，即使面对温度变化依然极为稳定，抗震力更比传统游丝高出10 倍。
独辟蹊径，玩转磁场
有的品牌抵御磁场，但有的品牌却在利用磁场。它们用最独特的设计来证明，磁场还可以那么玩！
Christophe Claret X-TREM-1
X-TREM- 1是Christophe Claret首个概念腕表系列的首款作品。它的挑战之处在于以磁浮方式显示时间——两颗镂空精钢小球与机芯间没有任何机械连接，运用磁化系统，依靠由极纤细的导线所牵引的两个微型磁铁产生的磁力进行运作，手表机芯里在左右两侧分别有一个由尺条带动，可以向上滑动，到顶后瞬间飞返的磁铁块，磁铁块靠磁力紧紧吸附两侧真空玻璃管里的金属球，小球在标尺两侧停留的位置，来显示小时和分钟。 泰格豪雅MikroPendulumS概念腕表
当所有人在规避磁场时，豪雅竟然独辟蹊径，把磁场作为擒纵动力源，取代了传统的游丝，推出TAG Heuer Carrera MikroPendulumS概念腕表，用两个磁性Pendulums钟摆代替游丝，其中一个用于指示时间，另一个则用于计时。
此概念腕表包含454个工作组件，并采用TAG Heuer独家专利技术，其腕表链条以12赫兹运行，计时链条以50赫兹运行（60分钟动力储存）。这款计时码表的陀飞轮是世界上最快的陀飞轮，可精确至1/100秒，振频达每小时360，000次，每分钟旋转12圈。
表壳以应用于航空制造业和外科医学、含钴和铬的革命性材质锻造而成。它具有极好的生物相容性，硬度比钛金属更高，易于成型并且具有可与白金媲美的明亮光泽。
第三讲
声音的传播
学习点：三问表，音簧
你玩过多米诺骨牌吗？看到过多米诺骨牌倒下时壮观的场景吗？先把多米诺骨牌依次排列好，推倒最边缘的那张牌，你会看到所有的骨牌都依次倒下了。虽然我们无法用肉眼看到声音的传播路线，但如果把它画出来的话，就和多米诺骨牌依次倒下的画面一样。当你把石头扔进平静的湖里时，水波就会从石头掉落的地方开始慢慢向外扩散。其实，声音的传播和水波很相似。当声音的能量传递到附近的物质时，这些物质就会把这股能量再传递给附近的物质，这些物质包括固体、液体和气体。
1687年，一场惊动英皇的争论激烈进行——钟表匠Edward？Barlow（1636-1716）认为自己早在1676年就发明了齿条式的报时机构（Rack？Striking？Mechanism）。几乎与此同时，另一位英国钟表匠Daniel？Quare（1649-1724）也完善了两问打簧结构，制造出能够报出时刻的怀表。作为裁判的英皇最终支持后者获得了专利，原因在于Quare的报时表使用起来更方便，只需要按下按钮就能够自动报出时刻，而Barlow的表需要分别启动报时与报刻装置才能够让表主知道时间。那么制表师是如何让腕表发声，并达到有如天籁之音的效果呢？
问表 聆听芯声
在腕表的世界里，三问表是一种浪漫的存在，是腕表复杂功能里最能挑动心弦的一种。在发明的最初，它是用来为盲人播报时间，所以也被称为盲人表。三问表拥有极为复杂的机械装置，这项装置必须将时间显示转化为一连串表达小时、刻钟和分钟的打簧音响。三问表的链盘发条首先通过扳键的垂直运作，来蓄积报时所需能量。与此同时，小时、刻钟和分钟齿扒也已经上好发条，进入报时位置准备就绪。启动时，链盘发条释放的能量，供给速度调节器，后者的运行方式是根据离心力原理，拉动音槌敲击音簧。
典型的三问表中通常含有两个音簧，每个音锤的尺寸、厚度与重量必须与相应的音簧相匹配。此外更重要的是，控制每个音锤弹簧的力度必须与音锤的重量保持精确的比例，音锤与音簧之间还必须保持合适的距离，否则会导致音调太弱或太强等浊音。
这个重要的主宰者叫作音簧。在复杂的报时簧条装置中，音簧环绕着机芯。三问表“打簧”的原理是通过一个弹簧杆推动音锤敲击音簧，让音簧自由振动发出悦耳声音。如果把三问表比作小提琴，那音簧就是琴弦。作为三问的核心部件，音簧只能依靠车床手工制作，不能用数控机床加工，所以无法实现工业化生产，这也使得三问表更加稀有。
精工 Credor Spring Drive三问表
传统的音簧大多采用钢的合金制作，随着对更高音质的不懈追求，黄金音簧、改变了传统形状的刀刃音簧、水晶音簧相继出现，也正是因为这些不同的音簧以及一些其他影响音色的因素共同作用，使得每一个品牌的三问表都有其独特的歌声。
精工Credor Spring Drive三问表是品牌第一枚三问表，在开发角度中，最终极的目标是创作出如天籁般的声音。这是一种余音绕梁、清脆悦耳的声音，具独特的日本特色。那么它是如何被寻找到的呢？它的音簧有什么特别呢？
当精工塩尻高级工房的制表师在寻找发生三问表铃音的特殊金属时，明珍钢材成了最佳的首选。明珍家族的钢铁锻造传统要追溯到平安时代（8世纪末至12世纪末）为武士制造甲胄的历史。在过去数百年里，此技术为其家族发展出不同领域的钢铁产品，其中包括“火箝子”。明珍家族发现，当两支以上的“火箝子”相互碰撞时会发出一种极其独特而清脆悦耳的声音，因而他们开始了风铃的制作，让两支以上的火钳子绑在一起，当风吹动时发出清脆悦耳的声音。
为了保持传统风铃清脆悦耳的声音，SEIKO高级工房采用了两项高科技工艺以确保运作的绝对静谧。首先，采用了世界独一无二的Spring Drive机芯能静谧计时又不发出滴答声。第二是采用了匠心独具的“无声调速器”，它利用空气的黏度来控制敲击锤的速度。由于这两项SEIKO独特工艺的结合，此款三问表得以在绝对静谧中计时并发出完全不妥协的绝妙报时声。
西敏寺音
所谓西敏寺钟乐报时声，顾名思义，乃是音簧能够敲击出模仿英国国会会议厅威斯敏斯特宫附属钟楼的大报时钟的钟声，也就是大名鼎鼎的“大本钟”（Big Ben，又译“大鹏钟”、“大笨钟），因而又被称为威斯敏斯特旋律。
西敏寺钟声作为三问表的一种艺术表达形式存在，我们并无必要穿凿附会，需要的仅仅是闭目凝神，细细体会。相对于三问怀表来说，三问腕表在技术上的难度更高一些，众所周知，足够大的表壳空间才能确保打簧声音的完美共鸣。最早的三问腕表雏形诞生于100多年前，欧米茄委托爱彼将其当时体积最小的一块三问怀表装上表带，由此可见当时能掌握三问技艺的表厂十分稀少，工匠更是凤毛麟角，因此三问表自诞生以后都只能出现在王室贵胄的收藏之内。直至今日，有能力制作出西敏寺三问的表厂依然屈指可数，而这其中又以在整点时能够完整演奏出三段旋律为至高技艺。芝柏表1999年起推出的歌剧院1、2、3号，雅典表的成吉思汗四锤三问报时表，以及独立制表人CHRISTOPHE CLARET去年推出的SOPRANO，都能够敲打出令人念念不忘的西敏寺钟声。当然这些表的开价也都不斐，皆在五百万以上，只是东西实在太妙，即便如此天价，也不乏真正知音愿意买单。 第四讲
气压与温度
学习点：空气钟，气压表
涌动不息的空气钟
不用电池，无需电源，更不需要上链，积家Atmos空气钟以一贯的宁静、沉稳，见证着日月年岁的缓缓流逝。那么积家是如何做到这点的呢？
天资聪颖的路特（Jean-Léon Reutter）在14岁的时候，就曾尝试设计一款能够恒久运转的时钟。但一直等到他在1932年与David LeCoultre见面，才真正开始尝试开发空气钟。简单说空气钟是以温度的变化作为所需动力的来源，只要室温上升或下降摄氏一度，机芯内发条盒的弹簧就能蓄积足以自主运行四十八小时的动力。其奥妙之处在于座钟内配备有一个密封膨胀室，里面充满了特殊的混合气体，当气温上升时，气体便会膨胀；反之，则会收缩。膨胀室与空气钟的上链弹簧相连接，只要稍有收缩或膨胀，就能够让时钟的机芯永不间断地上链。就是根据这个独具匠心的巧思，恒动机芯的构想才得以具体实现。
时至今日，积家一共制造了超过七十五万座空气钟，至今它们仍静静细数着年岁的流逝。空气钟在节能的领域中，可以说是领先时代潮流，尽管空气钟是积家所制作出的最大的机械装置，但它所需的运行能量却远不及积家所打造的世界上最小的101型机芯。空气钟平均消耗的能量仅为一般腕表所需的二百四十分之一。用一个具体的例子来说明，我们若将六千万座空气钟的能量加起来，也只能勉强点亮一只15瓦的电灯泡。
可以预测天气的腕表
Breva Génie 01腕表是世界上首枚集时间显示、高度计、用于预报天气的气压计和动力储存显示于一体的腕表。腕表采用纯机械机芯，可透过镂空表盘和透明底盖欣赏其精密运作。这枚独家机芯由Jean-Fran？ois Mojon/Chronode特别为Breva研发。
气压计是一种测量气压的仪器，由伽利略的学生伊万奇里斯特·托里拆利于1643年发明。气压计主要有两种类型：一种是水银气压计，主要依靠大气压力将管中少量的水银往上推（类似水银温度计）；另一种是无液气压计，这种气压计的一个或几个无液（无液指的是“真空”）金属盒将随着气压改变而扩张或收缩。
腕表的气压计和高度计（地面高度和天气情况都会引起气压变化）通过两个叠置的无液金属盒测量气压——置于上方的金属盒在表盘5时位置清楚可见。
一旦内外压力得到平衡，气压计表盘就会转动，使指针与中央的“météo”重迭，直指1013百帕斯卡，即海平面为零时的标准大气压（虽然不一定是实际情况）。假设高度不发生变化，未来几小时内，如果指针停在原处，表示天气将维持现状；指针偏向低气压，提醒佩戴者天气可能会变坏；指向高气压，则象征着晴朗的好天气即将来临。指针缓慢或者小幅度地移动，说明天气将没有明显变化，而快速或大幅度的变化则意味着未来或会有更极端的天气。
第五讲
高振频之谜
学习点：高振频
振动物体在单位时间内的振动次数，常用符号f表示，频率的单位为次/秒，又称赫兹。周期T是物体完成一个振动过程所需要的时间，单位是秒。例如一个单摆，它的周期就是重锤从左运动到右，再从右运动回左边起点所需要的时间。频率与周期互为倒数，f=1/T。
腕表的振频是指摆轮运转的频率，也是将时间细分的准则。在腕表里，通常说每小时摆动多少次数，单位用的是小时，一小时等于3，600秒，能够将这3，600秒切分得越细，可能产生的误差值会越小，理论上精准度就越高。例如，一般常见的振频为28，800次/小时，28，800/3，600为1/8，表款的精确度就是1/8秒。而完成一次全震荡是摆轮从左右各摆动一次，所以在折换成频率单位时候，需要把手表的振频数去除以7200，那么，28，800A/H就等于4HZ。
萧邦 L.U.C 8HF腕表
我们知道，普通腕表的机芯振频一般在4赫兹左右，也就是大概28，800次/小时，但如果要实现更精确的计时效果，机芯的振频就需要提升。一直以来，只有极少数品牌在一些特殊表款上才会采取高振频的机芯。今年巴塞尔，萧邦推出了搭载新型的L.U.C 01.06-L高振频擒纵机芯，振频由传统的4赫兹提升了一倍，达到8赫兹，即57，600次/小时，这一机芯同时也是首个通过瑞士官方天文台认证（COSC）的同类机芯。为了与这一开创性的机芯相搭配，萧邦的此款腕表还特别采用钛金表壳，并将表冠设置到了4点的位置，同时还在表背留出了一个视窗，以便更清晰地看到这一高振频机芯的运作。
豪雅 千分之1秒概念腕表
1/1，000秒意味着什么？一辆加足马力的F1赛车可以前进10厘米。豪雅Mikrotimer Flying 1000概念计时码表是唯一一款能够精确测量这一细微差距的机械表，其精度比市场上多数著名机械计时码表高125倍，其计时性能和迷人魅力达到了前所未有的水平。
造千分一秒的计时表，意味着每小时振频达360万次（即500Hz），传统擒纵系统实在难以负荷，所以豪雅已放弃传统做法，不用摆轮，消除了它会因膨胀、惯性缺陷等因素所出现的误差；另外又跟供应商合作开发 500Hz的高频游丝系统，造出较短而又更硬的游丝，提高其静态及动态的性能。这一次开发的Mikrogirder计时码表准确及稳定度再次升级，达到1/2，000秒，每小时振频高达720万次（即1，000Hz），品牌今次索性放弃用传统的螺旋形游丝，设计了一个前所未见的调速系统，没有螺旋形游丝，也没有摆轮，取而代之的是一个直线式的震荡器。 真力时GRAND VOYAGE腕表
2013年末，真力时GRAND VOYAGE终于震撼登场。这枚令人叹为观止的超凡之作是最高复杂制表技术与顶尖珐琅彩绘工艺的巅峰融合，真力时谨以此向伟大的航海家克里斯托弗·哥伦布致敬。
此款时计臻品全球仅限量推出十枚，完全以手工制作，并搭载制表工艺的三大成就：专利重力控制系统，芝麻链传动机制和独树一帜的36，000次/小时高振频；采用珐琅、镌刻和微绘等最为精美的大师工艺，妆点这一体现航海精密时计传承的经典系列，凝聚了150多年来令真力时作品更臻完美的古老工艺。
第六讲
真空下的世界
学习点：真空，防磨损
亚里士多德和伽利略，谁说得对？大师们也有起争执的时候。有两个重量不同的物体，如果我们让它们同时从同一高度落下，哪个会先落地呢？亚里士多德认为重量高的会先落地，而作为“近代科学之父”的伽利略却勇敢的指出了大师的错误，并指出“两个重量不相同的物体，只要是同一种类物体，就会同时落地。”
1971年，当阿波罗15号第一次登上月球，在月球上宇航员将一根羽毛和一把锤子从同一高度扔下来，结果羽毛和锤子果然同时落到了地上。我们通常生活的世界里，空气中充满了阻力和摩擦力，因此会影响到各种物体，产生磨损。而在真空的环境下，则完全没有这个困扰。
解密卡地亚ID概念表
梦想点燃灵感，创新造就历史！卡地亚创造出品牌历史上第一块概念腕表ID，其永恒精准、无需调校的概念，成功颠覆业内传统。
腕表调校，即便对技艺超群的钟表制作大师来说，也向来无法省略。一方面，受限于传统制表材料和不够精密的零部件，腕表在组装时和组装后都必须调校。同时，由于零部件的数量繁多，调校不仅存在不确定性而且非常复杂。机械表调校的时间，往往要占整个机械机芯组装时间的一半以上。另一方面，外部环境对腕表走时有着重大影响，不论是温差、碰撞、震动、磁化，还是润滑剂老化粘稠等问题，都会逐渐影响腕表的走时性能，只有通过调校才能解决。目前，机械表全球售后服务中有三分之二的情况都是如此。
传统制表业这一如此艰深的难题，反而激发了卡地亚的创作灵感。作为世界上第一块终生无需调校的腕表，卡地亚ID概念腕表从根本上解决了这一难题，无论是机芯组装还是后续使用阶段，调校这一工序都将成为历史。
在推出首款无需调校的腕表Cartier ID One概念腕表三年之后，卡地亚凭借全新的概念腕表——Cartier ID Two革新了机械腕表的效率。相对于类似的腕表而言，卡地亚推出的这款高效腕表首次将能耗降低50%，能量存储增加30%。得益于一种创新设计方案，Cartier ID Two概念腕表使用了突破性的材料和技术，能够以标准尺寸的表壳提供长达32天的动力储备。
这枚概念腕表成功挑战了三大难题：最大限度增加能量存储，最大限度地将能量从摆轮传递到振荡器，最大限度减少振荡器能耗。
其中为了成功解决第三个挑战：最大限度减少振荡器能耗的，卡地亚营造了一种“真空的”状态。为此卡地亚发明了Airfree？技术，可让Ceramyst？表壳内部变成真空状态。由于不存在空气摩擦，振荡器能耗减少了37%。
凭借Airfree？技术，卡地亚的非凡技艺可在表壳内部实现99.8%的真空状态，直接消除了空气摩擦和气流这两种导致大量能量损失的根源。由于表壳内不存在压力，自然也不需要润滑油。与Cartier ID One概念腕表一样，Cartier ID Two概念腕表所使用的材料也无需润滑油。
为保持表壳内的真空状态，Cartier ID Two概念腕表由Ceramyst？制成。这种创新型的材料是一种多晶硅透明陶瓷。由于其特殊的无孔性，Ceramyst？也可以用来设计仅有两部分组成的Calibre de Cartier表壳，因此相对于具有三处以上密封部分的传统设计方案，其仅有背面和表冠两处密封区域。表壳藉由真空吸附在一起，因此无需背面螺钉。
趣味物理辞典
这些物理知识，你知道吗？
腕表还可以测量水深？
Robert Boyle是17世纪杰出的知识分子，也是现代化学的创始人之一。波义耳定律是他最出名的成果，其中规定，如果气体的体积变小，它们的压力就会等比例的增加。
Oris的产品工程师首次根据波义耳-马略特定律推出Aquis系列水深测量表。将Oris Aquis水深测量表放入水中往下沉的时候，水就从12点钟位置的入口进入表镜外围的通道，持续增加的水压将压缩通道内的空气。水使得通道的颜色变成深灰色。在深灰色（水）和浅灰色（被挤压的空气）的交界处所显示的黄色刻度就是水的深度。为了增加可读性，玻璃两面都做了防反射处理。
地心引力真的可以“抵消”吗？
提到地心引力，一定会提到陀飞轮。早期腕表和怀表，受地心引力影响颇大，很容易走时不准。100多年前，宝玑大师发明了抗衡地心引力的陀飞轮机构。陀飞轮的创意在于，将钟表核心的擒纵机构放在一个框架（Carriage）之内，使框架围绕轴心——也就是摆轮的轴心规律性地做360度旋转。这样，原本的擒纵机构是固定的，因而当表搁置位置变化的时候，擒纵机构不变，造成了擒纵零件受力不同而产生了误差；当擒纵机构360度不停的旋转起来的时候，会将零件的方位误差综合起来，互相抵消，从而最大程度地降低误差。现在的制表师运用更多的方式来“抵消”，例如罗杰杜彼Excalibur Quatuor四摆轮腕表。但是无论怎么样，地心引力是真实存在的，要完全抵消它是不可能的，任何机械机构的作用都是让地心引力对腕表的影响最小化。
潜水表里排氦阀的作用是什么？
在深潜过程中，随着水压的增大，水中的氦气分子要比水分子小得多，微小的氦气分子会在强大压力的作用下从表的缝隙挤入表壳中，此时表壳内的压力逐步增大，已达到内外压力基本平衡。在潜水完毕上浮过程中，外界水压迅速减小，而表壳内的氦气分子难以瞬间排除，形成巨大的压力差，该压力差足可以将表壳顶飞！为了解决这一问题，凡是深潜表均配备排氦气装置，以便在上升过程中迅速将表壳内的氦气分子及时排除，保持内外压力相等。
杠杆式擒纵与同轴擒纵
擒纵机构是腕表的心脏。在钟表发明最初，有很多擒纵结构，托马斯·马基1754年发明的杠杆式装置，成为了最常用的擒纵机构。它有一个擒纵叉，那个就是杠杆，在手表里的擒纵叉有两个刚玉做的卡瓦，分别叫“进瓦”和“出瓦”，每个卡瓦都有“锁面”和“冲面”，分别用于“擒”和“纵”。
欧米茄的同轴擒纵机构由乔治·丹尼尔斯博士于1974年成功研制，这一机构最大的创新之处在于打破了杠杆式擒纵机构中擒纵轮部件、擒纵叉部件和摆轮圆盘部件三者旋转中心成一条直线的布局方式，将一个擒纵轮扩展为两个同轴共同转动的擒纵轮，这就是“同轴”名称的来源。
单摆的发现与摆钟的发明
让我们先来看一则小故事。1581年的一个礼拜天，在比萨城中，一个年轻人正在赶往天主教堂做礼拜。因为是礼拜天，长凳上坐满了人，很快教堂里开始响起和谐悦耳的管风琴乐曲，虔诚男女们的祈祷和赞美诗声在教堂里飘扬……那个年轻人却被悬挂在教堂半空的一盏吊灯吸引住了。当微风吹过，吊灯一直在来回摆动，随着时间的流逝，摆动的幅度也越来越小。年轻人一边按着自己的脉搏默数，一边继续看着吊灯的晃动，突然，他惊异的发现，无论吊灯摆动的幅度是最初的大还是现在的小，摆动一次所用的时间却是一模一样的。这座古老教堂里的吊灯不知道摇摆过多少次，每天有多少天主徒路过它，却从来没有人发现这个秘密。这个人正是著名的物理学家伽利略，而他发现的这个物理原理正是著名的“单摆”原理。“用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。单摆运动的周期公式是：T=2π√（L/g），其中L指摆长，g是当地重力加速度。”
在“单摆”原理发现前的机械钟，是以重锤为动力来源，重锤在地心引力的作用下产生重力，并通过钢绳牵引钟表的齿轮组件运转，这种最原始的机械钟，往往只有一个指针，而由于动力不均衡的原因，时差严重。简单说重锤就像机械表里的发条盒一样，利用重力势能，在逐渐下降的过程中为时钟走时提供能量。
1658年，荷兰物理学家惠更斯改进了以重锤为动力的大型机械钟，根据伽利略的单摆等时性原理，即无论摆幅大小，摆锤每一次震荡的时间都相同，在此基础上发明了摆钟。第二年，在惠更斯的指导下年轻钟匠S. Coster制造成功了第一个摆钟。1675年，惠更斯又用游丝取代了原始的钟摆，这样就形成了以发条为动力、以游丝为调速机构的小型钟，同时也为制造怀表提供了条件。
芝麻链的秘密
来做一个小实验吧！拿出一个普通的弹簧，用力将弹簧按压下去，弹簧会自然压缩，当你放开弹簧，你会发现它在一段时间里慢慢恢复了原样，但在一开始恢复的速度最快，然后慢慢减慢，可见能量的释放非常不均匀。对于早期的制表师来说，发条上满链条后，最初的走时和快没有动能时的走时差距非常大，这对于以精准为目的的钟表来说，是个很大的问题。
于是一种可以降低动力不均匀的机械机制——芝麻链被发明了出来。最早的芝麻链机构可以追溯到1525年由Jacob Zech所制作的时钟。早在1490年达芬奇就已经绘制出了这一机构的草图。正如GH Baillie在其标准著作《Watchmaker and Clockmakers of the World世界钟表制作师》一书中所说：“也许没有机械问题能够得到如此简单而完美的解决。”等到16、17世纪，芝麻链系统已经常见于许多厚实的中大型怀表、英式的天文观测钟以及20世纪早期的航海钟上，正式名称为“Chain and Fusée”，由一根非常细小的钢质链条和一个均力圆锥轮组成。链条类似缩微版的自行车链条，好似由一颗颗芝麻链接而成（其实比芝麻还要细小），所以得名“芝麻链”，而均力圆锥轮上有螺旋向上的轨道，非常神似层层向上的宝塔，故又被形象地称为“宝塔轮”。
其实这个芝麻链的运行原理，正是源自口出狂言“给我一个支点，我能撬起地球的”著名物理学家阿基米德发现的杠杆原理。当主发条已完全上链并全力运作时，芝麻链会在较细小的圆周，也就是宝塔轮的杠杆拉动；而当主发条动力减弱时，芝麻链则会在宝塔轮较大的圆周部分拉动。简单来说，芝麻链就是使发条动力输出更平稳的装置，制表师采用这种装置的目的，就是让机械表走时更加精准。
钟表的产生与物理学的发展息息相关，现代高级腕表的各项功能，更是离不开物理学的各个原理，让我们继续来上几堂有趣的物理钟表课吧。
第一讲
动力的探究
学习点：恒定动力
头发一根根竖起来，身上起了一身鸡皮疙瘩！玩过过山车的人们都一定会有这样的感受。过山车不仅速度快得惊人，还因为刺激成为游乐场里的排队之王。可是现在要告诉大家，过山车其实没有发动机。那么它的动力来源于哪里呢？在过山车刚刚开始发动时，它的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是引力势能，即由势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程。这个惊险刺激的过山车动力来源，是不是非常有趣？
任何物体的运转都需要动力，维持钟表机芯运转当然也需要动力。现代钟表的原动力一般有机械力（机械表）和电力（石英表）两种。探索机械钟表发展的数百年历史，其动力从苏颂水运仪象台利用自然的水动力，到以重锤或发条释放能量为动力，到现代利用光源转化成电能驱动手表运行的技术，人类对于“动力”的掌控日趋成熟。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。 我们都知道，机械腕表的动力释放并非是持续恒定的，它会因为上链或者是动力消耗而产生波动。从芝麻链开始，“恒定动力”就一直是热门研究方向。
Romain Gauthier独立制表人的选择
对于如何保持恒定动力，独立制表师又会变出何等魔法？于2006年创立的Romain Gauthier是瑞士独立制表品牌，创始人即制表师，他制作的第三枚名为Logical One的腕表，正是一枚恒定动力腕表。
Logical One的腕表采用一个源自15世纪的圆椎型链带滑轮装置，通过扭矩的变化，来达到力量的均衡分布。简单说，就像是你从井里打水，当你没力气转动把手时，这个装置可以调节把手的长度，从而帮助你以较小的力气提起井水（同样是杠杆理论的体现）。但是，这样的一个传统装置要放在现代腕表上，仍然有许多需要解决的问题。首先，这个传统装置需要的空间很大，如果要装配在腕表上，必须要做一个“瘦身”处理，否则腕表就会成为手腕上的一个庞然大物；第二，这个装置里的链条需要在圆椎体滑轮上缠绕数圈，以达到足够的强度，但这同时也带来了易磨损的弱点；第三，传统装置中的圆椎体滑轮具有一定的高度，因而使得缠绕在上面的链带在运行过程中，会与主发条产生一定的角度，这也使得其能量的传输发生损耗，效率降低；还有一个问题是，链条间的连接往往不够精密，因而常常会被卡住，这也影响了恒定动力的输出。
种种这些问题，Romain Gauthier用了两样东西去解决。其一是一个蜗状的齿轮，它位于链带装置的上半部分，从表盘大概11点的位置可以看到它。这个蜗状的齿轮替代了传统装置中的圆椎型滑轮装置，从而不仅使得整个结构的体积大大减小，同时，这个蜗状齿轮可以保证恒定系统与主发条盒处于同一水平面上，因而运行效率也大大增加。
另一个解决问题的创新是红宝石链带，与传统的链带不同，这条红宝石链带全部采用红宝石进行连接，完全解决了容易被卡住或者是易磨损的问题。并且，从视觉上看，这条红宝石链带也是这一款腕表的最大亮点。
芝柏 恒定动力的代表作
芝柏Haute Horlogerie系列恒定动力擒纵腕表绝对称得上一款石破天惊之作。它的设计灵感，也源自一个小故事。
芝柏表研发部经理Nicolas Dehon有一天坐火车旅行，在车上他随意地玩着车票。他将这张小纸片在手指里弯来弯去，突然，一个要发明一种擒纵机构的念头闯入他的脑中，这新系统的弹性硅晶体游丝，能够交替地将压力一一传递下去，就象车票先向一个方向弯曲，接着弯向另一个方向。
芝柏表恒定动力擒纵系统的基本运作原理：恒定动力擒纵系统的心脏部份是细于人类毛发六倍的弹性硅晶体游丝，它能储存极微少的能量，并透过每次波浪形振动，释放出少量能量，这一能量存贮在擒纵机构的弹簧中，使得它从稳态弯曲到亚稳态，这时它拥有比稳态更高的能量，从而周而复始向摆轮提供稳定平均的动力，令摆轮的摆幅及震频保持稳定，直至发条鼓的动力储备耗尽为止——事实上，是超过一个星期，因为是双发条鼓，每个包含两个弹簧。
首次提出的概念和擒纵系统成品系列之间的主要区别是，双擒纵轮每个都包含三个而不是六个轮子，这相当于机芯的振动频率为3赫兹（每小时振动21，600次）。该擒纵机构已申请两项技术专利，一项为“金属片”（游丝），于2008年提交申请，另一项为柔性系统中使用的限制制动器。
首款恒定动力擒纵腕表，将尖端技术成就及富于时代感的设计集于一身，表盘布局着重突出恒定动力擒纵系统的蝴蝶翅形框架及弹性游丝的结构，表盘下方是恒定动力擒纵系统亮相的舞台，透过防眩水晶玻璃可见芝柏表经典三桥夹板的新排列造型。小时盘移至12时位置，左右为两个发条鼓，能够确保一星期的动力储备。9时位置为线形动力储备显示，18K白金表壳线条流丽，配衬黑色鳄鱼皮表带。
Pour le Mérite 芝麻链的代名词
前文我们已经提及“芝麻链”是钟表史上的一项划时代的伟大发明，但高大立体的宝塔轮结构也给将这项技术缩微到现代手表上带来不小的挑战。然而，有深得该项古老技术神髓的品牌凭借精湛高超的制表技艺，成功地推出了有“芝麻链-宝塔轮”机构的手表，如朗格自复兴以来相继推出的超复杂Pour le Mérite系列表款以及宝玑的7047芝麻链陀飞轮手表等。
为了不让这项古老的技术成为挂在博物馆发黑墙板上的说明书，朗格决定复苏传统芝麻链。朗格的信徒们深知，这套用来均衡主发条扭矩传递的堪称袖珍版自行车传动装置的机构，对于格拉苏蒂制表业而言早已不是什么新鲜事。当Guenter Blumlein和Walter Lange于1994年复牌朗格表时，Pour le Merite陀飞轮便是其东山再起的四款作品之一，也是芝麻链系统首次被微缩到一块腕表中。这一奇迹应归功于Renaud & Papi的努力，以及爱彼智囊团的谋士们。
如今，芝麻链系统已经由Le Locle完全转移到朗格表本厂生产，这一举措进一步巩固了朗格表无法撼动的顶级制表师地位。显而易见，朗格表要等到万事俱备后才会大举扩张。芝麻链所采用的线性打磨工艺不仅仅出于装饰目的，打磨过程中所形成的毛边还有助于链环的咬合。渺小的零部件的每个环节都要发挥它最大的功效。Richard Lange腕表将芝麻链机构隐匿于几近完美的设计下，使这一构思更加神秘（新款腕表采用了三层珐琅盘面）。不同于时下那些通过表盘上的大窗口设计来彰显陀飞轮的浮夸做法，朗格的芝麻链所表达的是对精确性的执着追求，它内敛，透过底盖若隐若现。这一刻，腕表已不仅是传报时间的工具，而是让时间在这个舞台上向你独自倾诉。 朗格表和Renaud & Papi在90年代首次设计芝麻链腕表时，还增加了三项预防措施以确保机构的运行无误。第一项：在主发条完全上紧前终止上链过程的杠杆机构，以此来防止芝麻链崩裂；第二项：经过改良的动力制动结构，目的是在发条动力完全消耗前停止机芯运转；第三项：行星齿轮保证了上链阶段动力向机芯的传递，从而确保了腕表在上链过程中动力的连续传递。
第二讲
磁场的奥秘
学习点：防磁、用磁
很多第一次买机械表的表友，都会遇到一个常见的问题。手表走着走着变快了，并没有摔过也没有碰撞过，这是怎么了？拿到维修点，五分钟后，检测报告出来，手表受磁了。
磁场是一种看不见摸不着的特殊物质，但磁场又确实无处不在。从家用电器到个人电器，从冰箱贴到皮包扣，在我们周围环绕着一个网络密布的巨大磁场。日常生活中小钱包的磁吸释放的磁性就能达到200高斯，冰箱门的磁吸通常在1，000高斯以上，医学领域使用的大型核磁共振设备能生成5，000到20，000高斯的磁场。
对于机械钟表来说受磁场影响最大的是游丝，可改变其弹性模量，也使游丝在磁场的作用下变形，产生附加应力，严重时，磁场可导致游丝粘连，严重影响走时。
打败“特斯拉”
“特斯拉”不是大怪兽，它是磁场的单位，1个特斯拉等于10，000高斯。一般防磁表主要利用物理屏蔽的方式实现，比如在表壳和机芯之间放置防磁软铁内表壳，减小磁场对机芯的影响，因此普通防磁表可抵御的磁场强度为60至80高斯。但是当磁场强度达到1个特斯拉时，这种普通方式会失效。
欧米茄 首款真正防磁机芯
2013年，欧米茄在瑞士日内瓦时间之城（Cité du Temps）召开新闻发布会，宣布已研发出一款可抵御大于1.5特斯拉（15，000高斯）的强磁场的全新机芯，其防磁性能远胜于此前任何表款，使困扰制表业数个世纪的防磁难题迎刃而解。欧米茄全球总裁欧科华先生在致辞中表示：“这款防磁机芯的问世不仅对欧米茄品牌来说意义重大，而且对于整个制表界来说，都代表着一项重大突破。欧米茄自诞生以来一直是专业制表领域的创新先驱，这项全新防磁成果又一次淋漓尽致地彰显了品牌的先锋精神和创新内涵。”
为了在这个无处不在的无形磁场中确保腕表依然精准走时，欧米茄凝聚群力，与斯沃琪集团姐妹公司ETA密切合作研发，挑战制表界在防磁领域的常规思维局限。最终成功推出最理想的方案，防磁性能令人叹为观止：高达1.5特斯拉（15，000高斯）甚至以上的强磁场也从容应对。
面对传统方式，欧米茄创新防磁机芯以创新非磁性材质，实现防磁效果的飞跃：非磁性硅游丝，非磁性镍磷材质擒纵轮，非磁性材质摆轮——如此一来巨大的优势跳脱而出：1、可抗高达15，000高斯甚至以上的强磁场；2、没有内表壳的限制，可以显示日历功能，亦可采用蓝宝石表背，让人饱览精密机芯的运行美态。毋庸置疑，在创新制表领域拥有无数光环的欧米茄，再度树立了一座全新的里程碑。
劳力士 Milgauss为防磁而生
于1956 年问世的Milgauss，专为在磁场环境中工作的工程师和技术人员设计。它一出生就击倒了特斯拉。Mille在法语中的意思为一千，gauss就是高斯，Milgauss腕表因可以抵御高达1，000高斯的磁力强度而得名。
这款创新的防磁腕表不仅因日内瓦欧洲核子研究组织（CERN）的科学家所佩戴而闻名，更被誉为科技进步的代表杰作。如此强大的防磁力，全靠多项创新技术。第一层防护便是劳力士于1954年申请专利、安装在蚝式表壳内的防磁壳。此防磁壳由铁磁合金制成，将机芯包裹起来，为其提供高效保护。第二层防护便是平衡摆动组件和擒纵装置，这两个主要机芯组件由创新的顺磁性材料制成，自2000年代起由劳力士着手研发。
Milgauss采用完全由劳力士研制的3131型自动上链机械机芯。和所有劳力士恒动机芯一样，3131型机芯也获得了瑞士官方鉴定认可时计认证，此认证专门颁发给成功通过瑞士精密时计测试中心（COSC）检测的精准腕表。此腕表还采用了劳力士专利组件，确保腕表的防磁水平与表名相符。Milgauss的擒纵组件配有镍磷合金制成的顺磁擒纵轮，此装置由劳力士研创的微型零件生产技术UV-LiGA制成。平衡摆动组件是腕表的心脏部件，配备劳力士专利、以独特的铌锆合金制成的蓝色Parachrom游丝，不受磁场干扰之余，即使面对温度变化依然极为稳定，抗震力更比传统游丝高出10 倍。
独辟蹊径，玩转磁场
有的品牌抵御磁场，但有的品牌却在利用磁场。它们用最独特的设计来证明，磁场还可以那么玩！
Christophe Claret X-TREM-1
X-TREM- 1是Christophe Claret首个概念腕表系列的首款作品。它的挑战之处在于以磁浮方式显示时间——两颗镂空精钢小球与机芯间没有任何机械连接，运用磁化系统，依靠由极纤细的导线所牵引的两个微型磁铁产生的磁力进行运作，手表机芯里在左右两侧分别有一个由尺条带动，可以向上滑动，到顶后瞬间飞返的磁铁块，磁铁块靠磁力紧紧吸附两侧真空玻璃管里的金属球，小球在标尺两侧停留的位置，来显示小时和分钟。 泰格豪雅MikroPendulumS概念腕表
当所有人在规避磁场时，豪雅竟然独辟蹊径，把磁场作为擒纵动力源，取代了传统的游丝，推出TAG Heuer Carrera MikroPendulumS概念腕表，用两个磁性Pendulums钟摆代替游丝，其中一个用于指示时间，另一个则用于计时。
此概念腕表包含454个工作组件，并采用TAG Heuer独家专利技术，其腕表链条以12赫兹运行，计时链条以50赫兹运行（60分钟动力储存）。这款计时码表的陀飞轮是世界上最快的陀飞轮，可精确至1/100秒，振频达每小时360，000次，每分钟旋转12圈。
表壳以应用于航空制造业和外科医学、含钴和铬的革命性材质锻造而成。它具有极好的生物相容性，硬度比钛金属更高，易于成型并且具有可与白金媲美的明亮光泽。
第三讲
声音的传播
学习点：三问表，音簧
你玩过多米诺骨牌吗？看到过多米诺骨牌倒下时壮观的场景吗？先把多米诺骨牌依次排列好，推倒最边缘的那张牌，你会看到所有的骨牌都依次倒下了。虽然我们无法用肉眼看到声音的传播路线，但如果把它画出来的话，就和多米诺骨牌依次倒下的画面一样。当你把石头扔进平静的湖里时，水波就会从石头掉落的地方开始慢慢向外扩散。其实，声音的传播和水波很相似。当声音的能量传递到附近的物质时，这些物质就会把这股能量再传递给附近的物质，这些物质包括固体、液体和气体。
1687年，一场惊动英皇的争论激烈进行——钟表匠Edward？Barlow（1636-1716）认为自己早在1676年就发明了齿条式的报时机构（Rack？Striking？Mechanism）。几乎与此同时，另一位英国钟表匠Daniel？Quare（1649-1724）也完善了两问打簧结构，制造出能够报出时刻的怀表。作为裁判的英皇最终支持后者获得了专利，原因在于Quare的报时表使用起来更方便，只需要按下按钮就能够自动报出时刻，而Barlow的表需要分别启动报时与报刻装置才能够让表主知道时间。那么制表师是如何让腕表发声，并达到有如天籁之音的效果呢？
问表 聆听芯声
在腕表的世界里，三问表是一种浪漫的存在，是腕表复杂功能里最能挑动心弦的一种。在发明的最初，它是用来为盲人播报时间，所以也被称为盲人表。三问表拥有极为复杂的机械装置，这项装置必须将时间显示转化为一连串表达小时、刻钟和分钟的打簧音响。三问表的链盘发条首先通过扳键的垂直运作，来蓄积报时所需能量。与此同时，小时、刻钟和分钟齿扒也已经上好发条，进入报时位置准备就绪。启动时，链盘发条释放的能量，供给速度调节器，后者的运行方式是根据离心力原理，拉动音槌敲击音簧。
典型的三问表中通常含有两个音簧，每个音锤的尺寸、厚度与重量必须与相应的音簧相匹配。此外更重要的是，控制每个音锤弹簧的力度必须与音锤的重量保持精确的比例，音锤与音簧之间还必须保持合适的距离，否则会导致音调太弱或太强等浊音。
这个重要的主宰者叫作音簧。在复杂的报时簧条装置中，音簧环绕着机芯。三问表“打簧”的原理是通过一个弹簧杆推动音锤敲击音簧，让音簧自由振动发出悦耳声音。如果把三问表比作小提琴，那音簧就是琴弦。作为三问的核心部件，音簧只能依靠车床手工制作，不能用数控机床加工，所以无法实现工业化生产，这也使得三问表更加稀有。
精工 Credor Spring Drive三问表
传统的音簧大多采用钢的合金制作，随着对更高音质的不懈追求，黄金音簧、改变了传统形状的刀刃音簧、水晶音簧相继出现，也正是因为这些不同的音簧以及一些其他影响音色的因素共同作用，使得每一个品牌的三问表都有其独特的歌声。
精工Credor Spring Drive三问表是品牌第一枚三问表，在开发角度中，最终极的目标是创作出如天籁般的声音。这是一种余音绕梁、清脆悦耳的声音，具独特的日本特色。那么它是如何被寻找到的呢？它的音簧有什么特别呢？
当精工塩尻高级工房的制表师在寻找发生三问表铃音的特殊金属时，明珍钢材成了最佳的首选。明珍家族的钢铁锻造传统要追溯到平安时代（8世纪末至12世纪末）为武士制造甲胄的历史。在过去数百年里，此技术为其家族发展出不同领域的钢铁产品，其中包括“火箝子”。明珍家族发现，当两支以上的“火箝子”相互碰撞时会发出一种极其独特而清脆悦耳的声音，因而他们开始了风铃的制作，让两支以上的火钳子绑在一起，当风吹动时发出清脆悦耳的声音。
为了保持传统风铃清脆悦耳的声音，SEIKO高级工房采用了两项高科技工艺以确保运作的绝对静谧。首先，采用了世界独一无二的Spring Drive机芯能静谧计时又不发出滴答声。第二是采用了匠心独具的“无声调速器”，它利用空气的黏度来控制敲击锤的速度。由于这两项SEIKO独特工艺的结合，此款三问表得以在绝对静谧中计时并发出完全不妥协的绝妙报时声。
西敏寺音
所谓西敏寺钟乐报时声，顾名思义，乃是音簧能够敲击出模仿英国国会会议厅威斯敏斯特宫附属钟楼的大报时钟的钟声，也就是大名鼎鼎的“大本钟”（Big Ben，又译“大鹏钟”、“大笨钟），因而又被称为威斯敏斯特旋律。
西敏寺钟声作为三问表的一种艺术表达形式存在，我们并无必要穿凿附会，需要的仅仅是闭目凝神，细细体会。相对于三问怀表来说，三问腕表在技术上的难度更高一些，众所周知，足够大的表壳空间才能确保打簧声音的完美共鸣。最早的三问腕表雏形诞生于100多年前，欧米茄委托爱彼将其当时体积最小的一块三问怀表装上表带，由此可见当时能掌握三问技艺的表厂十分稀少，工匠更是凤毛麟角，因此三问表自诞生以后都只能出现在王室贵胄的收藏之内。直至今日，有能力制作出西敏寺三问的表厂依然屈指可数，而这其中又以在整点时能够完整演奏出三段旋律为至高技艺。芝柏表1999年起推出的歌剧院1、2、3号，雅典表的成吉思汗四锤三问报时表，以及独立制表人CHRISTOPHE CLARET去年推出的SOPRANO，都能够敲打出令人念念不忘的西敏寺钟声。当然这些表的开价也都不斐，皆在五百万以上，只是东西实在太妙，即便如此天价，也不乏真正知音愿意买单。 第四讲
气压与温度
学习点：空气钟，气压表
涌动不息的空气钟
不用电池，无需电源，更不需要上链，积家Atmos空气钟以一贯的宁静、沉稳，见证着日月年岁的缓缓流逝。那么积家是如何做到这点的呢？
天资聪颖的路特（Jean-Léon Reutter）在14岁的时候，就曾尝试设计一款能够恒久运转的时钟。但一直等到他在1932年与David LeCoultre见面，才真正开始尝试开发空气钟。简单说空气钟是以温度的变化作为所需动力的来源，只要室温上升或下降摄氏一度，机芯内发条盒的弹簧就能蓄积足以自主运行四十八小时的动力。其奥妙之处在于座钟内配备有一个密封膨胀室，里面充满了特殊的混合气体，当气温上升时，气体便会膨胀；反之，则会收缩。膨胀室与空气钟的上链弹簧相连接，只要稍有收缩或膨胀，就能够让时钟的机芯永不间断地上链。就是根据这个独具匠心的巧思，恒动机芯的构想才得以具体实现。
时至今日，积家一共制造了超过七十五万座空气钟，至今它们仍静静细数着年岁的流逝。空气钟在节能的领域中，可以说是领先时代潮流，尽管空气钟是积家所制作出的最大的机械装置，但它所需的运行能量却远不及积家所打造的世界上最小的101型机芯。空气钟平均消耗的能量仅为一般腕表所需的二百四十分之一。用一个具体的例子来说明，我们若将六千万座空气钟的能量加起来，也只能勉强点亮一只15瓦的电灯泡。
可以预测天气的腕表
Breva Génie 01腕表是世界上首枚集时间显示、高度计、用于预报天气的气压计和动力储存显示于一体的腕表。腕表采用纯机械机芯，可透过镂空表盘和透明底盖欣赏其精密运作。这枚独家机芯由Jean-Fran？ois Mojon/Chronode特别为Breva研发。
气压计是一种测量气压的仪器，由伽利略的学生伊万奇里斯特·托里拆利于1643年发明。气压计主要有两种类型：一种是水银气压计，主要依靠大气压力将管中少量的水银往上推（类似水银温度计）；另一种是无液气压计，这种气压计的一个或几个无液（无液指的是“真空”）金属盒将随着气压改变而扩张或收缩。
腕表的气压计和高度计（地面高度和天气情况都会引起气压变化）通过两个叠置的无液金属盒测量气压——置于上方的金属盒在表盘5时位置清楚可见。
一旦内外压力得到平衡，气压计表盘就会转动，使指针与中央的“météo”重迭，直指1013百帕斯卡，即海平面为零时的标准大气压（虽然不一定是实际情况）。假设高度不发生变化，未来几小时内，如果指针停在原处，表示天气将维持现状；指针偏向低气压，提醒佩戴者天气可能会变坏；指向高气压，则象征着晴朗的好天气即将来临。指针缓慢或者小幅度地移动，说明天气将没有明显变化，而快速或大幅度的变化则意味着未来或会有更极端的天气。
第五讲
高振频之谜
学习点：高振频
振动物体在单位时间内的振动次数，常用符号f表示，频率的单位为次/秒，又称赫兹。周期T是物体完成一个振动过程所需要的时间，单位是秒。例如一个单摆，它的周期就是重锤从左运动到右，再从右运动回左边起点所需要的时间。频率与周期互为倒数，f=1/T。
腕表的振频是指摆轮运转的频率，也是将时间细分的准则。在腕表里，通常说每小时摆动多少次数，单位用的是小时，一小时等于3，600秒，能够将这3，600秒切分得越细，可能产生的误差值会越小，理论上精准度就越高。例如，一般常见的振频为28，800次/小时，28，800/3，600为1/8，表款的精确度就是1/8秒。而完成一次全震荡是摆轮从左右各摆动一次，所以在折换成频率单位时候，需要把手表的振频数去除以7200，那么，28，800A/H就等于4HZ。
萧邦 L.U.C 8HF腕表
我们知道，普通腕表的机芯振频一般在4赫兹左右，也就是大概28，800次/小时，但如果要实现更精确的计时效果，机芯的振频就需要提升。一直以来，只有极少数品牌在一些特殊表款上才会采取高振频的机芯。今年巴塞尔，萧邦推出了搭载新型的L.U.C 01.06-L高振频擒纵机芯，振频由传统的4赫兹提升了一倍，达到8赫兹，即57，600次/小时，这一机芯同时也是首个通过瑞士官方天文台认证（COSC）的同类机芯。为了与这一开创性的机芯相搭配，萧邦的此款腕表还特别采用钛金表壳，并将表冠设置到了4点的位置，同时还在表背留出了一个视窗，以便更清晰地看到这一高振频机芯的运作。
豪雅 千分之1秒概念腕表
1/1，000秒意味着什么？一辆加足马力的F1赛车可以前进10厘米。豪雅Mikrotimer Flying 1000概念计时码表是唯一一款能够精确测量这一细微差距的机械表，其精度比市场上多数著名机械计时码表高125倍，其计时性能和迷人魅力达到了前所未有的水平。
造千分一秒的计时表，意味着每小时振频达360万次（即500Hz），传统擒纵系统实在难以负荷，所以豪雅已放弃传统做法，不用摆轮，消除了它会因膨胀、惯性缺陷等因素所出现的误差；另外又跟供应商合作开发 500Hz的高频游丝系统，造出较短而又更硬的游丝，提高其静态及动态的性能。这一次开发的Mikrogirder计时码表准确及稳定度再次升级，达到1/2，000秒，每小时振频高达720万次（即1，000Hz），品牌今次索性放弃用传统的螺旋形游丝，设计了一个前所未见的调速系统，没有螺旋形游丝，也没有摆轮，取而代之的是一个直线式的震荡器。 真力时GRAND VOYAGE腕表
2013年末，真力时GRAND VOYAGE终于震撼登场。这枚令人叹为观止的超凡之作是最高复杂制表技术与顶尖珐琅彩绘工艺的巅峰融合，真力时谨以此向伟大的航海家克里斯托弗·哥伦布致敬。
此款时计臻品全球仅限量推出十枚，完全以手工制作，并搭载制表工艺的三大成就：专利重力控制系统，芝麻链传动机制和独树一帜的36，000次/小时高振频；采用珐琅、镌刻和微绘等最为精美的大师工艺，妆点这一体现航海精密时计传承的经典系列，凝聚了150多年来令真力时作品更臻完美的古老工艺。
第六讲
真空下的世界
学习点：真空，防磨损
亚里士多德和伽利略，谁说得对？大师们也有起争执的时候。有两个重量不同的物体，如果我们让它们同时从同一高度落下，哪个会先落地呢？亚里士多德认为重量高的会先落地，而作为“近代科学之父”的伽利略却勇敢的指出了大师的错误，并指出“两个重量不相同的物体，只要是同一种类物体，就会同时落地。”
1971年，当阿波罗15号第一次登上月球，在月球上宇航员将一根羽毛和一把锤子从同一高度扔下来，结果羽毛和锤子果然同时落到了地上。我们通常生活的世界里，空气中充满了阻力和摩擦力，因此会影响到各种物体，产生磨损。而在真空的环境下，则完全没有这个困扰。
解密卡地亚ID概念表
梦想点燃灵感，创新造就历史！卡地亚创造出品牌历史上第一块概念腕表ID，其永恒精准、无需调校的概念，成功颠覆业内传统。
腕表调校，即便对技艺超群的钟表制作大师来说，也向来无法省略。一方面，受限于传统制表材料和不够精密的零部件，腕表在组装时和组装后都必须调校。同时，由于零部件的数量繁多，调校不仅存在不确定性而且非常复杂。机械表调校的时间，往往要占整个机械机芯组装时间的一半以上。另一方面，外部环境对腕表走时有着重大影响，不论是温差、碰撞、震动、磁化，还是润滑剂老化粘稠等问题，都会逐渐影响腕表的走时性能，只有通过调校才能解决。目前，机械表全球售后服务中有三分之二的情况都是如此。
传统制表业这一如此艰深的难题，反而激发了卡地亚的创作灵感。作为世界上第一块终生无需调校的腕表，卡地亚ID概念腕表从根本上解决了这一难题，无论是机芯组装还是后续使用阶段，调校这一工序都将成为历史。
在推出首款无需调校的腕表Cartier ID One概念腕表三年之后，卡地亚凭借全新的概念腕表——Cartier ID Two革新了机械腕表的效率。相对于类似的腕表而言，卡地亚推出的这款高效腕表首次将能耗降低50%，能量存储增加30%。得益于一种创新设计方案，Cartier ID Two概念腕表使用了突破性的材料和技术，能够以标准尺寸的表壳提供长达32天的动力储备。
这枚概念腕表成功挑战了三大难题：最大限度增加能量存储，最大限度地将能量从摆轮传递到振荡器，最大限度减少振荡器能耗。
其中为了成功解决第三个挑战：最大限度减少振荡器能耗的，卡地亚营造了一种“真空的”状态。为此卡地亚发明了Airfree？技术，可让Ceramyst？表壳内部变成真空状态。由于不存在空气摩擦，振荡器能耗减少了37%。
凭借Airfree？技术，卡地亚的非凡技艺可在表壳内部实现99.8%的真空状态，直接消除了空气摩擦和气流这两种导致大量能量损失的根源。由于表壳内不存在压力，自然也不需要润滑油。与Cartier ID One概念腕表一样，Cartier ID Two概念腕表所使用的材料也无需润滑油。
为保持表壳内的真空状态，Cartier ID Two概念腕表由Ceramyst？制成。这种创新型的材料是一种多晶硅透明陶瓷。由于其特殊的无孔性，Ceramyst？也可以用来设计仅有两部分组成的Calibre de Cartier表壳，因此相对于具有三处以上密封部分的传统设计方案，其仅有背面和表冠两处密封区域。表壳藉由真空吸附在一起，因此无需背面螺钉。
趣味物理辞典
这些物理知识，你知道吗？
腕表还可以测量水深？
Robert Boyle是17世纪杰出的知识分子，也是现代化学的创始人之一。波义耳定律是他最出名的成果，其中规定，如果气体的体积变小，它们的压力就会等比例的增加。
Oris的产品工程师首次根据波义耳-马略特定律推出Aquis系列水深测量表。将Oris Aquis水深测量表放入水中往下沉的时候，水就从12点钟位置的入口进入表镜外围的通道，持续增加的水压将压缩通道内的空气。水使得通道的颜色变成深灰色。在深灰色（水）和浅灰色（被挤压的空气）的交界处所显示的黄色刻度就是水的深度。为了增加可读性，玻璃两面都做了防反射处理。
地心引力真的可以“抵消”吗？
提到地心引力，一定会提到陀飞轮。早期腕表和怀表，受地心引力影响颇大，很容易走时不准。100多年前，宝玑大师发明了抗衡地心引力的陀飞轮机构。陀飞轮的创意在于，将钟表核心的擒纵机构放在一个框架（Carriage）之内，使框架围绕轴心——也就是摆轮的轴心规律性地做360度旋转。这样，原本的擒纵机构是固定的，因而当表搁置位置变化的时候，擒纵机构不变，造成了擒纵零件受力不同而产生了误差；当擒纵机构360度不停的旋转起来的时候，会将零件的方位误差综合起来，互相抵消，从而最大程度地降低误差。现在的制表师运用更多的方式来“抵消”，例如罗杰杜彼Excalibur Quatuor四摆轮腕表。但是无论怎么样，地心引力是真实存在的，要完全抵消它是不可能的，任何机械机构的作用都是让地心引力对腕表的影响最小化。
潜水表里排氦阀的作用是什么？
在深潜过程中，随着水压的增大，水中的氦气分子要比水分子小得多，微小的氦气分子会在强大压力的作用下从表的缝隙挤入表壳中，此时表壳内的压力逐步增大，已达到内外压力基本平衡。在潜水完毕上浮过程中，外界水压迅速减小，而表壳内的氦气分子难以瞬间排除，形成巨大的压力差，该压力差足可以将表壳顶飞！为了解决这一问题，凡是深潜表均配备排氦气装置，以便在上升过程中迅速将表壳内的氦气分子及时排除，保持内外压力相等。
杠杆式擒纵与同轴擒纵
擒纵机构是腕表的心脏。在钟表发明最初，有很多擒纵结构，托马斯·马基1754年发明的杠杆式装置，成为了最常用的擒纵机构。它有一个擒纵叉，那个就是杠杆，在手表里的擒纵叉有两个刚玉做的卡瓦，分别叫“进瓦”和“出瓦”，每个卡瓦都有“锁面”和“冲面”，分别用于“擒”和“纵”。
欧米茄的同轴擒纵机构由乔治·丹尼尔斯博士于1974年成功研制，这一机构最大的创新之处在于打破了杠杆式擒纵机构中擒纵轮部件、擒纵叉部件和摆轮圆盘部件三者旋转中心成一条直线的布局方式，将一个擒纵轮扩展为两个同轴共同转动的擒纵轮，这就是“同轴”名称的来源。