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我們知道，對(duì)改進(jìn)早期機(jī)械鐘做出重大貢獻(xiàn)的，是偉大的意大利科學(xué)家伽利略·伽利雷（Galileo Galilei），他發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性原理，關(guān)于等時(shí)性原理，可以簡(jiǎn)單的做這樣的解釋：

當(dāng)擺（單擺）獲得一定動(dòng)能時(shí)，它便從靜止位置“0”向位置“1”運(yùn)動(dòng)，擺不斷升高，到達(dá)最高點(diǎn)“1”以后，速度為零；隨后又在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)“0”時(shí)，它的速度最大，然后擺向位置“2”，達(dá)到最高點(diǎn)位置“2”時(shí)速度為零，以后又在重力作用下往回?cái)[動(dòng)。實(shí)驗(yàn)證明，它每擺動(dòng)一周，所經(jīng)歷的時(shí)間都是對(duì)等的，這就叫擺的等時(shí)性原理。

擺的均勻擺動(dòng)是人們繼滴漏之后發(fā)現(xiàn)的一種真正的人造周期運(yùn)動(dòng)。從17世紀(jì)早期起，西方的工藝家們便把它運(yùn)用到時(shí)鐘上，作為穩(wěn)定的“定時(shí)器”，使機(jī)械鐘能夠指示出“秒”，從而把計(jì)時(shí)精度提高了近100倍。

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，世界上使用齒輪機(jī)械的計(jì)時(shí)器誕生了。最早的要算是我國(guó)宋朝蘇頌等人發(fā)明的“水運(yùn)儀像臺(tái)”，國(guó)際上稱之為“蘇頌鐘”，計(jì)時(shí)甚為精巧。1955年英國(guó)劍橋大學(xué)教授德里克·丁·德索拉·普頓斯與李約瑟在追溯鐘的家世時(shí)，認(rèn)為蘇頌鐘是現(xiàn)代天文鐘的鼻祖。

擺鐘是17世紀(jì)時(shí)才發(fā)明的，相傳意大利天文學(xué)家伽利略在年輕的時(shí)候，有一次到教堂中去念經(jīng)時(shí)，看見(jiàn)主教臺(tái)上的吊鐘在擺動(dòng)。他就數(shù)自己脈搏跳動(dòng)的次數(shù)，來(lái)計(jì)量吊鐘來(lái)回?cái)[動(dòng)的周期，發(fā)現(xiàn)吊鐘來(lái)回?cái)[動(dòng)一周的時(shí)間是一樣的，也就是擺動(dòng)周期不變，這個(gè)規(guī)律叫做擺的等時(shí)性。后來(lái)伽利略根據(jù)擺的等時(shí)性原理，在1640年設(shè)計(jì)了擺鐘。它的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是現(xiàn)在的擺鐘就是從它發(fā)展起來(lái)的。

伽利略

歷史上頭一個(gè)制作出實(shí)用擺鐘的人是荷蘭的克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）。他在1656年做的第一個(gè)擺鐘，比當(dāng)時(shí)的任何鐘都準(zhǔn)確。兩年之后，1658年，英國(guó)科學(xué)家虎克制造了有擺輪的懷表。1670年英國(guó)人丹尼索·勒康制成的懷表有兩根針（時(shí)針與分針），表面直徑約6厘米，便于攜帶。

克里斯蒂安·惠更斯

最初的鐘表只有一根時(shí)針，公元1550年前后增加了分針，1760年才出現(xiàn)秒針。3根指針的出現(xiàn)，表明鐘表制造技術(shù)已經(jīng)有了很大的提高。

最精準(zhǔn)的鐘表是天文臺(tái)上的天文鐘。天文鐘有好幾種，最有名的是里弗列爾鐘與邵特鐘。普通的擺鐘是放在空氣中的，由于空氣的溫度、氣壓、濕度等的變化，會(huì)影響擺的擺動(dòng)周期，使鐘走的不那么均勻準(zhǔn)確。里弗列爾鐘是放在玻璃罐中，罐中的空氣已大都被抽空（真空），減少了氣壓變化的影響，再將鐘放在很深的地下室內(nèi)，那里一年中的溫度變化不超過(guò)1度，能使鐘運(yùn)行的十分均勻。里弗列爾鐘在一晝夜中的變化約為1/100秒。

更精確的天文鐘是邵特在1920年發(fā)明的鐘（稱之為邵特鐘），它的特點(diǎn)是有兩個(gè)擺，一個(gè)是自由擺，它是控制子鐘的擺，強(qiáng)迫它和自己同節(jié)拍的擺動(dòng)，子鐘的擺與鐘表機(jī)械連在一起，指示時(shí)間，邵特鐘走一晝夜的誤差在1/1000秒左右，被認(rèn)為是機(jī)械鐘表中最好的一種。

邵特鐘的精確度是很高的，人們?cè)?jīng)利用它發(fā)現(xiàn)了地球自轉(zhuǎn)的不均勻性。但是它還不是最高的，而且它也害怕震動(dòng)，一次不大的地震就會(huì)使擺鐘停頓或走的不準(zhǔn)確。

天文鐘都存放在恒溫恒壓的地下室內(nèi)，人們不輕易到那里去（因?yàn)槿说捏w溫與呼吸會(huì)改變地下室內(nèi)的溫度），那么，怎么知道時(shí)間呢？原來(lái)，天文鐘都另設(shè)有一個(gè)鐘面，它用電線與地下室內(nèi)工作的母鐘連系，這個(gè)地面上的鐘（叫工作鐘或子鐘）的時(shí)刻與母鐘的時(shí)刻是一致的，人們只要看地面上的工作鐘，就能知道時(shí)刻，真可謂是“上下一條心”。