北京治疗白癜风要多少钱啊 https://m.39.net/baidianfeng/a_14043843.html北宋天文学家韩公廉第一个发现了杠杆具有等时特性，并将其运用在了水运仪象台内，用以计时。水运仪象台的工作机制看似复杂，其实非常简单，其运动规律，便是我们现在所称的简谐运动。
此时，韩公廉只是知道机械等时装置的特性，不知其原理。
其工作机制，见下图：
图1
AB是一个杠杆，C是支点，这是常见的杠杆结构。杠杆和擒纵轮联动，则构成了机械等时装置。擒纵轮其实就是一个具备擒纵功能的齿轮，用今天的话说，便是棘轮。
北宋·苏汉臣《秋庭戏婴图》，局部
图中的两个小孩在玩推栆磨游戏，这是一种杠杆游戏。
推栆磨
水运仪象台的机械等时装置是把支点放在中心C的位置，当然，实际要复杂得多。很显然，发明者韩公廉由于实验次数过少，未能发现其原理十分简单，机械结构本也可做得十分简单。
水运仪象台的机械等时装置，世界第一个机械等时装置，其杠杆部分由5组杠杆组成，其中3组为联动杠杆。
横摆擒纵系统则是把水运仪象台的擒纵装置简化为AB+CD结构（见图1），支点仍在中心C位置，但由CD负责擒纵，构成了一个简明的机械等时装置。工作时，AB左右摆动，构成简谐运动。通过中西方机械钟史，我们可以大胆判断，横摆擒纵系统是元司天监完成，被意大利人唐迪所继承。设计这一结构，有一个目的，便是方便固定绳索，令绳索成为动力来源点。
横摆擒纵系统，结构十分简单，十分容易仿造。
由横摆擒纵系统组成的机械钟内部结构，可以很清楚地看到横摆擒纵系统上，有类似秤砣事物。然而，西方的秤是没有秤砣的，只有中国的秤才有秤砣。
秤，这种秤是度量衡统一后的产物，由官方制定度量衡，民间根据官方规定的重量制作秤，秤上有刻度，因此才有秤砣。
西方并无秤砣，却有和秤砣一样的事物，存在一定的不可解。这也是机械钟西传的一个小证据。
H4机械钟内部结构，这一部分的结构和横摆擒纵结构类似。
14世纪，安布罗乔·洛伦泽蒂《好政府和坏政府的寓言》局部，画中有西方常用的秤：天秤。
此后，惠更斯改进横摆擒纵系统，在年，变成了单摆擒纵系统，摆钟也因此出现。《摆钟论》说，早在十几年前，他就对摆钟的性能进行了测试，指的就是年以来的事情。单摆的支点相当于在B位置（见图1），其本质仍是杠杆，并没有改变了机械等时装置的工作原理。B位置增加一个锚状棘爪则构成了一个完整的擒纵器。其实，到此仍只是知道机械等时装置的特性，不知其原理，就是知道它会这么做，但不知它为什么这么做。
单摆擒纵系统，图上，我们能看到单摆和锚状棘爪构成擒纵器，进而控制擒纵轮，形成一个完整的机械等时装置。
惠更斯，摆钟
摆钟，擒纵叉细节
锚状棘爪，费迪南德制图
此时，我们能发现，水运仪象台的机械等时装置和摆钟的机械等时装置的工作机制是一样的，并没有发生本质变化。从水运仪象台的机械等时装置到单摆，仅仅是杠杆的支点发生了变化，其余并没有发生本质改变。其实，所有机械等时装置的工作机制都是一样的，这一机理被称为简谐运动。简谐运动深入进去，便能发现开普勒第三定律、胡克定律、简谐运动定律、单摆运动周期公式、平方反比定律、万有引力定律等自然规律。这些自然规律都已经包含在机械钟本身了。
早在年，法国学者便指出横摆擒纵系统是最早的机械等时装置，惠更斯的摆钟并非独立的发明。不过，法国学者没有想到的是，水运仪象台身上的才是最早的机械等时装置，它发明于年，经元司天监人改进，才有了世界第一个机械钟。
法国学者认为最早的机械钟
西欧早期机械钟的大致样子
如今，不仅是西欧早期的钟表被找回了，早期的钟表铺也被找到了。
约年，普雷迪斯《天球》局部
为了揭示摆钟的原理，惠更斯写了《摆钟论》，于年出版。这本书也首次提出了开普勒第三定律的证明方法、单摆运动周期公式、向心力等概念。此书在日后成了牛顿《自然哲学的数学原理》的关键基础。
我们都忽略了一个重要事实，第一个证明出开普勒第三定律的人是惠更斯，而非开普勒，其证明过程就在《摆钟论》中。实际上，单摆、机械等时装置的等时性根本不是用实验证明出来的，因为我们不能拿个机械钟去证明机械钟具有等时性。它是在既有的实验基础上，用微积分，用理论推导出来的。
在这之后，惠更斯、胡克独立发现了弹簧具有等时性，盘丝状弹簧自此出现。借助于研究弹簧，胡克也因此发现了胡克定律。到此，万有引力定律已经呼之欲出，只差一个人站在惠更斯、胡克肩膀上，揽下明月。
牛顿有幸成了这个站在两位巨人肩膀上的巨人。牛顿是整个科学史上的关键人物，也因此，我们可将科学时代分为前牛顿时代和后牛顿时代。
17世纪真正的科学三巨头
惠更斯（-）：微积分、《摆钟论》、机械钟研究专家、摆钟、弹簧等
胡克（-）：平方反比定律、胡克定律、机械钟研究专家、弹簧等
牛顿（-）：微积分、《自然哲学的数学原理》等
弹簧虽然具有等时性，但弹簧本身不能对擒纵轮施加擒纵效果。只有擒纵器才能对擒纵轮施加直接影响，而擒纵器本身就是一个杠杆。因此，弹簧只是辅助性零件，不是机械钟的轴心零件。
杠杆式擒纵系统
杠杆式擒纵系统，如其名，它是机械等时装置，擒纵轮和擒纵器联动的最终形态。
仅有弹簧也不行，要弹簧加上摆轮，才能构成一个完整的等时装置，因此这一装置通常被称为摆轮游丝。游丝是盘丝状弹簧的专门称呼。尽管惠更斯、胡克都尝试将摆轮游丝安装到机械钟中，但由于诸多原因，这一愿望并没有在他们的有生之年实现。
年，约翰·哈里森抢先将摆轮游丝运用于机械钟上，到此，机械钟的改良工作已进入尾声。
透过机械等时装置的工作原理，我们能看到，把杠杆原理运用得炉火纯青的，有两拨人。一拨是中国古人，他们是元以前的中国古代天文学家，代表作便是机械钟，一拨是西欧人，他们是西方14世纪以来的天文学家，代表作是经反复改良的机械钟和关联著作。
这里，我们已经能隐隐看到，根本不存在精通科学的古希腊人，精通科学的古希腊人显然是15世纪以来的西方人杜撰的。
所以说，古希腊不仅是在和中国古人作对，而且在和中西方的所有圣贤作对，惠更斯、胡克、牛顿三人，恐怕不容易掩盖呀。
约翰·哈里森，H4机械钟
在杠杆式擒纵系统基础上套上一个摆轮游丝，便构成了一个陀飞轮。
陀飞轮
中国海鸥厂所生产的表，自主研发的陀飞轮的清晰可见。
限于当时的科技，用于科学工作的机械钟都很笨重，H4机械钟重达1.1kg，费迪南德的24号天文钟便更重了。笨重的好处是，通过增加重量来提高寿命和精确性。
今天，机械钟已沦为玩具，石英表、电子表早已取代了钟表，而成为新的计时工具，故而鲜有人去
