万年历

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1月 1999

问:

"是什么万年历表?工作原理是什么呢?"

Maurice Duproz 法国里昂

答:J.C. Nicolet教授

早期的“日历”腕表,可追溯到16世纪,装有一个机械装置,除了显示小时以外,还能显示星期,日期和月份,尽管在那时还不太精确。

在一个日历手表里,星期和月份可以继续往下显示,但是日期却不能,因为不同的月份和闰年与否,日期都会不一样,有28,29,30或31。一块“简单历法表”,你一年内需要校调日历5次,比如说,三月,五月,七月,十月和十二月的1号。

人们通常认为,亚伯拉罕•路易•宝玑(Abraham-Louis Breguet)发明了这些自动校正机械装置。

他的发明就演变成了今天的“万年历”腕表,正好与“简单历法表”相对。今天的使用都是基于凯撒历,而不是格列高利历。因此,四百年中,有三百年的年尾,闰年并不能被抵消。因而,在400年的时间里,有必要进行三次调校。关于闰年的话题,1700年,1800年和1900年都不是闰年。2000年是闰年,但2100不是。因而,在今天的万年历腕表广告里,所声称的都是对的,那就是这些表款在一个世纪内都不需要进行调校。一年真正的天数为365.2422天。万年历是以一年有365.25天来计算的,然而简单日历却以12 x 31= 371天来计算,这样每年就需要减掉6,7天。

工作原理:

为了解释清楚万年历的工作原理,我们要先谈谈一个由天文钟发明者所设计的机械装置(见图)。这个装置的主要部分,就是一个以(b)为枢轴转动的永恒杠杆(B)。只要弹簧(rb)一动,永恒杠杆(B)就会归位,同时它会推动永恒凸轮(P)。小指针(D)每天绕着端点(d)转一整圈,并在23点到午夜之间,通过在其斜面上滑动来拉动杠杆。永恒杠杆(B)上装有两根棘爪(C1)和(C2),他们都是通过各自的弹簧来活动的。每天午夜左右,鸟嘴状杠杆(bj)会移动“星期七角星轮”,而这个“七角星轮”则是通过其跳线弹簧,将之固定在这个地方。图解上所显示的午夜位置,正好是跳转到三月1号之前。一般情况下,当棘爪(C2)在凸轮(L)上面滑动时,棘爪(C1)会将日期改变。

日历变更

每年5次,当日期从30号跳到1号(闰年时,从28号跳到29号),是放置在凸轮(L)扣锁背后的棘爪(C2),使得指针从30的位置移到了1的位置(或者从二月28号变到三月1号)。关于月份的变更,杠杆(M)绕着由凸轮(L)上的针销所支撑的(m)转,让“月之星轮”从二月变到三月。

万年历的秘密在于,懂得永恒杠杆如何运用凸轮(L)扣锁背后的棘爪(C2)来调整日期。我们看过了静止永恒杠杆推动凸轮(P),而此凸轮正是永恒杠杆的记忆。它有7根梁来对应一个月的31天,4个凹槽去对应一个月的30天和一个可移动矩形物块对应二月。因此,这个凸轮决定了永恒杠杆的其他三层。

作用到凸轮扣锁背后的棘爪(C2),会占用三层不同的空间。它之后还会作用到30号晚上所对应的扣锁背后,然后直到31号和棘爪(C1)同时动。

接下来,这是一个月31天对应7根梁的情况。当杠杆推动凹槽底部,棘爪(C2)就会作用到29号晚上所对应的扣锁背后。30号的晚上,在23点和午夜之间,促使日期变更为31号。关于二月的问题,通过推动矩形物块的一边,且让它总是低于凹槽底部的方法,最终,杠杆可以让棘爪(C2)把日期从二月28号或29号直接移到三月1号。

有一个精巧的附加设计,就是一个体积很小的可移动矩形物块,它三边与其旋转中心等距,而第四边比其他三边位置都高。多亏了这个隐藏在“日之星轮”背后,小小的简单机械装置,它每年走四分之一圈,这样四年一次,较高边就会推动杠杆。

对于那一年来说,棘爪(C2)只会在二月29号有所动作,正好对应的是闰年。如果我们将机械装置简化,用一个固定的凹槽来取代这个矩形物块,这个跳时会总是发生在二月28号,然后这个日期就总会需要在闰年进行调校。这个简化装置称为一个"半万年历"。

关于月份在31号到1号之间的跳转,是由置于凸轮(L)上的针销,作用于以(m)为枢轴转动的杠杆(M)所导致的。一旦凸轮(L)的针销脱离杠杆,杠杆会被一根弹簧拖到下一轮齿的背后。因为杠杆(M)的尾端是被连接起来的,这样它可以从下一轮齿背后通过,因而,可促使其移到接下来一个月的月底。

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