1670年 机械摆钟

罗伯特·胡克（Robert Hooke,1635—1703）约瑟夫·尼布（Joseph Knibb,1640—1711）

图中的机械摆钟的发展基于数项创新技术。

大本钟（1858年），原子钟（1949年），原子钟无线电台（1962年），全球定位系统（GPS）（1994年）

每当我们想起设计或建造钟表的人的时候，我们往往想到的是钟表制作者。但是，如果你再仔细想一下，钟表制作者其实是机械工程师，他通过弹簧、齿轮和机械振荡器来制造报时装置。摆钟则是第一批合理而又准确的报时装置之一。这些钟表小到一个小盒子，大到一个例如大本钟这样的巨型塔楼，被称为机械摆钟。大本钟则是这种巨型塔楼式机械摆钟的先驱。

这种钟表的主要创新点是其锚式擒纵机构，它是由罗伯特·胡克大约在1657年发明，并由约瑟夫·尼布于1670年完善。机械振荡器的运动转换成指针的运动是这一系统的关键。振荡器可以是一个摆动的钟摆（它通常出现在挂钟或座钟上），也可以是一个轮子来回旋转（它通常出现在表中）。

工程师需要用钟摆完成两件事情。第一是足够的能量—在每次摆动过程中轻轻一推—需要添加能量，以克服由于空气阻力等带来的能量损失。这样一来，钟摆就可以始终摆动下去。第二个事情是每个钟摆冲程必须转换成秒针正确的角运动。能够完成这两件事情的机制被称为擒纵，它与弹簧或落锤相结合，获得了推动摆锤并移动秒针的能量。

制作一个钟表，除了拥有钟摆、能量的来源、擒纵机制以及表针外，剩下的工作就只是让齿轮旋转，以保证分针与时针以正确的频率运转。由此，机械钟表诞生了。你所见过的每个机械钟表都是工程师创意的四部分的体现—振荡器、能量来源、擒纵机，以及传动装置—最终使得钟表的指针精确地为人们指示时间。■