破解恒定动力的魔咒

机械表经过数百年的演化，放在石英表面前仍然偏差得“离谱”：一只瑞士机械机芯日偏差在10秒以内已经可以称得上优质稳定，但这却是一枚石英机芯的年偏差。一切只因为机械机芯需要面对太多影响走时的因素：地心引力、电磁场、水和蒸汽等等，这些外部因素都在几十年前就得到了有效的技术对抗，然而机芯内部的恒定动力“魔咒”却一直没有得到足够的重视。

恒定动力是什么？它是一种理想的动力输出状态：机械机芯的发条盒始终都保持着稳定不变的动力输出，带动游丝做反复的缩放运动，从而带动摆轮用不变的步调走时。然而发条依靠弹性势能发力，其扭矩从满条时的最大值到发条松弛状态时的最小值变化非常大。因此，让它在上满条跟发条放松时传送出相等的动力是不可能的，尤其是发条放松到后期的时候，扭矩会快速地下降，前后的扭矩落差会对走时产生很大影响。最直接受影响的是摆轮的摆幅，手表的走时精度随之降低——如何能让摆轮始终受到相同的力，就成为制表师最头疼的“恒定动力”问题。

为了战胜这个魔咒，达·芬奇在500年前发明了均力圆锥轮原理，而依托此原理所发明的技术正是我们熟知的芝麻链传动系统。该系统的标志性结构特征是形似金字塔的宝塔轮和缠绕在宝塔轮上形似芝麻的链条，它之所以可以起到恒定动力的效应，理由是芝麻链条的前一段缠绕在原动系的条盒轮上，后一段被宝塔轮均分缠绕，这样条盒轮输出动力的时候会受到链条的“管制”——根据宝塔轮的分配以接近均衡的动力输出给传动系，直到调速机构。

芝麻链恒动力系统虽然是项古老的技术（最早被应用于航海用船钟），但是近几年复古技术盛行，此技术又被品牌和独立制表师挖掘出来焕发了新的生机。朗格就是应用这项技术的佼佼者。除了芝麻链装置，朗格制表师近年也做了不少的尝试。几年前朗格发布了一块长达31天动力的腕表，如此强大的发条盒也意味着动力不稳定的情况达到了最大化。为了保持恒定动力，朗格装置了一个带有辅助游丝的恒定动力擒纵系统，它每十秒集聚一次发条盒传来的动力，然后再将动力均匀地输送给擒纵轮的摆轮与游丝。

而在2013年的SIHH上，万国表也发布了一个带有恒定动力装置的陀飞轮腕表。这个装置确保平衡摆轮的振频绝对一致，从而可保证走时速率的绝对精准。首先，擒纵装置从轮系的直接动力传送中拆解，动力先暂时储存于恒定游丝之中，再递送至擒纵轮。恒定游丝每秒张紧一次，陀飞轮的秒针也跟着每秒跳进一次。此机制确保至少48小时的走时速率绝对均衡、精准。大约2天后，恒定动力模式将转换成正常模式。此时，秒针将每五分之一秒跳进一次。

简言之，恒定动力装置就是用额外的装置进行缓冲，吸收和释放出恒定的力给到擒纵装置。这个设计思路好像在调速机构的前面安装了一个智能阀门，控制动力的输入量，使得摆轮游丝系统获得最合适的动力运转。现在，制表师找到了“智能阀门”的新形态。

“大家可以形象化地理解这过程：用拇指及食指垂直拿着一张地铁票，稍加压力令名片弯曲成左开式括号般，然后向弯起的一面施压，至某个限度整张名片就会劈啪一声向另一方向弯曲，变成相反的右关式括号的形状。”七月底造访上海的芝柏机芯研发部门主管史蒂芬·奥兹（Stephane Oes）向中国媒体展示了“蝴蝶”形恒定动力装置的发动原理。

这种现象名为挫曲(buckling)，史蒂芬将之引申至挫曲游丝概念：由一条只有六分一条头发般细的弹性硅质游丝担当能量储存的角色，它储存来自摆轮的极微少动力，至临界点时便弯向另一边将动力送回给摆轮，这过程不受发条动力变化的影响，每次都向摆轮输出相同的动力。

游丝两端固定于对称的“蝴蝶形”框架上，而游丝及框架是由一块硅晶体一体成形，这结构可以使动力接触点准确接合，令游丝弯向另一边。原理虽然简单，但实践起来精准度要求极高，如果没有硅晶体技术及DRIE蚀刻技术根本难以实现。以一体成形技术制作，令游丝仿如浮在空气中振动，除了推动及收缩的一刻，基本上没有摩擦发生，游丝直接将动力回送至摆轮。以往的恒定动力技术做到的多数是一段时间内的总动力平均数值，但GP芝柏表的技术是名副其实、实时连续不断的恒定动力擒纵，并且可以由实验室的测试方法量度检定。

一个挫曲定律就让制表师制造出了蝴蝶形的“智能阀门”，这次“蝶变”堪称精彩。让人想到极富装饰性的陀飞轮，从表盘背面的稳定装置到表盘上的主角，陀飞轮也经历了不少工艺和技术上的革新，而今更是种类繁多。我相信“蝴蝶”只是恒定动力装置展现在表盘上的最初形态，还有更多新的设计值得人们期待。