神秘的鐘錶機械學堂——從機械博士的專業角度，為你淺顯揭露古鐘錶運行的奧秘

最新 04-25

【小白龍專欄】

神秘的鐘錶機械學堂

——從機械博士的專業角度，為你淺顯揭露古鐘錶運行的奧秘

第一回萬物之源

萬物皆在運行，萬物皆無靜止。真正靜止的概念，實際是不存在的。地球圍繞太陽，太陽圍繞著銀河，無數的星球，都在無休止的運動著。我們人類在地球上生活，也隨著地球在無時無刻地運動著。

宇宙運行，萬物皆動

隨著人類生產的發展，我們漸漸產生了計時的概念，從觀象、滴漏、日晷、直到座鐘、手錶、原子表，計時方法慢慢由粗而精，漸漸滿足了人類生活的各類需求。古鐘錶，在清代，除了滿足皇室觀測時間的需要，更大的意義在於賞玩。一件鐘表，賞玩的性質大於實際的功用，這註定了它奢侈品的出身，自古而今。

故宮博物院藏英國造銅鍍金赤道式日晷

原存皇極殿，現存鐘錶館內的銅壺滴漏

大家知道，萬物皆在運行之中。運行，則需要能源與動力，古鐘錶亦然。在故宮鐘錶館內，每到預定時刻，就會有工作人員開動幾部精美的鐘錶，觀眾們看到鐘錶活靈活現的表演，無不嘖嘖稱奇。大多數鐘錶，除了計時以外，表演、奏樂、打點，都是其普遍的功能。因為進貢清宮的鐘錶，都屬上品，那些表演、動作不多的鐘錶，是沒有資格作為貢品呈進皇帝的。這許許多多的動作、表演，又是如何實現的呢？今天，王津師傅的四徒弟，機械博士小白龍就要用最淺顯的語言，向讀者揭示其中的奧秘。

首先，我要給大家說說清宮鐘錶的幾個名詞。第一個，就是「活計」，活計的意思，指的是鐘錶各式各樣的表演，活計越多，這件鐘表的品級就越高，也越顯得更加珍貴。第二個詞是跑船跑人，也就是表演、即活計的一項，跑船跑人的表演方式是隨著機械的開動，觀眾可以見到一隻只帆船，或一個個人物，在表演區內循環走過，跑船跑人是古鐘錶活計的一個重要內容，當一件古鐘上有豐富的跑船跑人活計時，會顯得整個結構活潑生動，觀賞性十分豐富。第三個詞是「水法」，大家知道，圓明園有一項點景叫做大水法，大水法其實就是噴泉，用真正的水柱、水花通過機械力的提升、輸出等等繁雜方式進行表演；而宮廷古鐘錶裡面的水法，則是利用別的方式，也可以生動再現流水叮咚的感覺，水法活計的表演，給人以十分華麗的感覺。除了這些基本活計，古鐘錶上還有其他許多別的表演方式，小白龍會在以後的連載中為大家細細講解揭秘。

故宮博物院藏英國造銅鍍金四象馱跑人日曆表，中央部位即為跑人

英國倫敦James Cox

造銅鍍金牛馱水法轉花鐘，底部為水法部分

除了活計，古鐘錶的另外一個特殊地方就是奏樂，如果大家拆解過八音盒，相信大家就不難理解奏樂的原理了。只不過八音盒是撥動樂簧奏樂，古鐘錶中多是鍾錘打鈴（也叫鍾碗）完成的音樂功能。除了奏樂發聲之外，還有打點的發聲功能。打點實際上就是報時，分整點、一刻、兩刻、三刻、打更等不同情況。打點功能與八音盒無關，是另一套系統了。

故宮博物院藏木質鑲表八音盒，瑞士造

除了以上機構之外，鐘錶最重要的功能就是計時。計時就很好理解了：時隨分轉，分隨秒轉，秒、分、時三根（或兩根）指針，向人們指示著時間的流逝。一座鐘，走的好不好，運行的久不久，時間準不準，決定了它的品質。可一座鐘怎麼才能准，才能走的久呢？這些有趣的問題，會在以後的文章中慢慢討論。

上面說的所有內容，活計、奏樂、打點、計時，這些運動，無一不需要穩健的動力來支撐。而這動力之源，就是今天要為大家揭秘的內容。歷史上，這些動力源，可謂五花八門。最早時期，人們會用重鎚來完成動力輸出，比如早期瑞士伯爾尼教士們禮拜計時用的鐘塔，它的動力源就是由重鎚來實現的，直到今天，歐洲或世界各地不少教堂塔樓，也是利用了這一古老的動力源泉。

瑞士伯爾尼鐘塔

這種動力，很好理解，就是利用重鎚的重力勢能，轉化為鐘錶輪系轉動的動能，淺顯明了。它的「上弦」方式，就是人力或機械力將重鎚提升起來就可以了。所以，這就是為什麼鐘樓怪人卡西莫多久居鐘樓之上的原因——他必須定時去將巴黎聖母院鐘塔的重鎚提升上去。其實，重鎚式動力源的鐘錶，也有小型化的。德國名品——黑森林鐘表，就是重鎚型鐘錶的典型。那種小鳥定點咕咕報時、人群跳舞、森林小屋的可愛外觀形態，可以說是蒸汽朋克式的浪漫代表。

德國黑森林掛鐘

清宮造辦處做以羊腸弦懸的鉛砣為動力源的紫檀木樓閣式大更鐘

重鎚動力的一個問題，就是勢能是由高度決定的。高度越高，意味著重力勢能越大，而許多鐘錶的擺放方式，是不足以支持足夠大的重力勢能的（因為掛的越高，就需要越高大的房屋，房屋高大，面積一般也打，以北京的房價…………好，我們換一個話題）。這就引發了動力的改變——由重力勢能轉化為彈性勢能——發條，出現了。發條，是鐘錶動力發展的一個里程碑，也是如今大多數機械鐘錶所使用的動力源泉，好，今天的專欄就到這裡，且聽小白龍下次分解吧！