带你重新发明一次陀飞轮

穆朗moon · 发表于广东深圳 2017-5-22 14:54:52

问：陀飞轮是什么？答：是机械表三大复杂功能之一。问：它究竟有什么用？答：可以减小地球引力对机心走时精度的影响。
问：陀飞轮的工作原理是什么？为什么自它诞生之日起就自带光环？在陀飞轮的结构设计中体现了什么哲学思想？
如果你答不出了，如果你好奇陀飞轮怎么又扯上“哲学”了，那我就陪你一起回到过去，重新发明一次陀飞轮。在很久很久以前...准确地说是1795年，乾隆皇帝正盘算着，是不是应当再生一格做太上皇的时候，机械钟表作为全世界最重要、最精密的科学仪器，被西方世界推上了科学技术史的顶点。但长久以来一直有一个问题困扰着科学家们（注意：此处称谓一定是科学家而非钟表匠）。一个极为重要的零件——游丝，掌控着机心的震动频率，进而影响钟表最终的走时精度。在科学家的精确计算下，游丝本该是数学中完美的阿基米德螺线，可惜它像另一样想象中完美的事物一样，禁不住地球的引力，在现实的无情拉扯下，他会——下垂！罪魁祸首不是岁月，而是地球母亲的重力。

怎么办？我们一起来想想，解决问题的思路大致可以分为3类：1.消除引力的干扰；2.抵消引力干扰；3.均衡引力干扰。
消除引力！引力是哪里来的？地球呀!难道要把地球给炸了？这肯定不行。那抵消呢？两者才可相抵，找到两个一样的用线连起来才能消除呀！可你让我上哪去给你找一个地球的姊妹星呀!这条路肯定也是行不通。那好，现在只剩下“均衡”一条路了。均衡就是左边匀一点、右边匀一点、上边匀一点、下边匀一点，把游丝放在中心，各个方向都分上一点。分什么？你想分的可是地球呀，好不啦！又是死路。唉！慢着，刚才说左右上下，分的是空间，那我们要是分时间呢，行不行？行！我们让地球一会再游丝左边，一会在游丝右边，一会在上边，一会在下边，简单说就是游丝在中间，地球绕着它转呗，这样我们就在时间上做到了引力的均衡。别急！别急！我真没逗你，上面这个方法真的可行，只要咱别那么以自我为中心，就可以，地球不愿意绕着你转，你就自己转呗。你想想，一个人如果总在连续做单手侧翻，那对这个人来说，地球不就是一会在他脚下，一会在他头上吗。想明白这一点，我们只需要让游丝转起来就可以了，地球在下面的时候把游丝向下拽拽，地球在上面的时候把游丝向上提提，再加上左拉拉，右扯扯，这样引力对游丝的影响就被均衡了。注意这里是“均衡”，引力的影响并没有消除，也消除不掉。比如说引力向下拉游丝的时候，表会走的快一点，那向上提游丝的时候表一定会走的慢一点，这样在一个宏观的时间段里，正负相抵，引力的影响就被大大减小了。bingo！这就是陀飞轮设计的精髓。其实上面的推论还是有局限性的，它只适用于机心竖直的时候，但200年前都是怀表，怀表就是竖着放在口袋里的呀！所以说陀飞轮的伟大不在于它精巧的结构与繁复的工艺，而是它伟大、超前的设计思路。

珍时殿 · 发表于广东东莞 2017-5-23 02:15:06

赶上直播了！

beardidi · 发表于云南昆明 2017-5-23 13:58:01

好文，通俗易懂

穷伙计 · 发表于北京 2017-5-23 14:06:03

文章科普的太牛B了，道理配图，浅显易懂，感谢楼主大人。

lcwy · 发表于广东深圳 2017-5-24 01:46:08

厉害，故事浅显易懂，让我们更深刻的认识了陀飞轮。

游离态Damon · 发表于江苏 2017-5-25 16:15:44

通俗易懂，顶

小浩Kevin · 发表于山西太原 2017-5-27 20:15:22

语言通俗易懂，太赞了

路浞2 · 发表于广东清远 2021-5-24 20:34:44

学习了，赞！！

hjb010 · 发表于浙江温州 2021-5-24 21:01:52

通俗易懂

茶语馨葵 · 发表于河北 2021-5-24 22:54:45

哈哈哈哈，我居然看懂了

元老勋章

元老勋章

点亮优秀版主

认证表主

腕表名人

优秀版主

腕表收藏家

认证表主

浏览过的版块