天幕:“好,現代的研究我們就講到這裡,讓我們先回到過去。”
“《土星系統》的出版,使惠更斯成為當時歐洲最顯赫的天文學家之一,而惠更斯此時才三十歲。”
“《土星系統》在1659年出版後,惠更斯使用的望遠鏡被許多人視為歐洲最好的儀器,但這也招來了一位羅馬的望遠鏡製造者歐斯塔基奧·迪維尼的攻擊,迪維尼質疑惠更斯觀測的可靠性,兩人之間展開了一場論戰。”
“這場爭論始終沒有透過雙方直接對比望遠鏡來解決,惠更斯最終不得不做出某種讓步,不過這件事本身並不算他科學生涯中的重大事件。”
“在《土星系統》出版的同一年,惠更斯在天文學上還做了一件重要工作。”
“1659年,惠更斯透過追蹤火星表面的暗色斑紋的迴歸,嘗試測定火星的自轉週期,他得到的數值接近24小時,雖然與今天公認的24小時37分相差不小,但這是人類第一次用望遠鏡系統地嘗試測量另一顆行星的自轉,能做到這個地步已經非常了不起了。”
“惠更斯對火星自轉週期的準確測定,離不開擺鐘,這東西也是惠更斯自己發明的。”
“我們之前說過,伽利略發現了鐘擺的週期規律,惠更斯便是依此發明了世界上第一臺擺鐘。”
……
聽到擺鐘,天幕下的古人,尤其是明末的古人都坐直了身子。
明末士人許多都與西洋傳教士頻繁接觸,比如王徵(前面提過的),他不僅能仿製出西洋自鳴鐘,還參考自鳴鐘的原理製造出了腳踏車(前面提過的,不是現代腳踏車更接近於超市推車)。
算算時間,這個惠更斯差不多就在十幾年後就能造出擺鐘,那需要的材料應該不難得到,就算大明沒有也可以從西洋商人那裡買,王徵等人覺得自己未必就不能手搓一臺擺鐘出來。
不止是明朝士人有這想法,在明朝的歐洲傳教士也有這樣的想法,搶先惠更斯一步把擺鐘造出來帶回歐洲。
至於這算不算偷了惠更斯的成果……這可是天幕播的呀,相當於是上帝的啟示,天幕什麼的,不能算偷,上帝的啟示什麼的,怎麼能算偷呢。
……
天幕:“在惠更斯之前,機械鐘已經存在了幾百年。”
“它們靠重錘下落驅動,重錘透過繩索繞在一個軸鼓上,軸鼓帶動齒輪系旋轉,齒輪系的末端是一個齒朝上的冠狀輪子。”
“冠輪想要轉,但被一個叫機軸的東西擋住了。”
“機軸是一根豎直的軸,上面有兩片擒縱片,像兩片交替伸出的舌頭。”
“在舊鐘裡,機軸上方橫著一根橫杆,橫杆兩端掛著兩個可以滑動的重物,重錘驅動冠輪,冠輪透過擒縱片給機軸一個推力,使機軸轉動,機軸帶動橫杆擺動,橫杆擺到一端後,另一片擒縱片進入齒間,冠輪被擋住,但重錘的推力又透過另一片擒縱片把機軸往反方向推。”
“機軸左右轉動時,一片舌頭從冠輪的齒間滑出,放行一個齒,與此同時,另一片舌頭進入下一個齒間,擋住冠輪。”
“冠輪就這樣被一齒一齒地放行,齒輪系隨之轉動,指標隨之走動。”
“橫杆的擺動週期由重物的位置、橫杆的長度、摩擦力和推力的大小共同決定,這些東西沒有一個穩定的節拍,稍微改變重物的位置,週期就變了,摩擦力隨溫度變化,週期也變了,重錘的扭矩稍微不均勻,週期又變了。”
“所以舊鐘誤差極大,日誤差可以達到15分鐘。”
“那什麼有穩定的週期呢?”
“欸,這不是有單擺嘛。”
“事實上,伽利略在晚年(1641年前後)確實產生過用擺來調節鐘錶的想法,並留下了一份設計方案,1642年伽利略去世後,他的兒子文琴佐在1649年按照父親的設想製作了一個模型。”
“但一造,就發現有問題了。”
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