钟表小课堂：机械表与石英表的区别

　　[腕表之家钟表常识] 在日常生活中，常见的钟表主要有两种类型：机械表（MechanicalWatch）和石英表（Quartz Watch）。二者既大相径庭，又殊途同归。一方面，机械表和石英表采用的技术截然不同；另一方面，配备模拟（Analogue）显示表盘的石英表和机械表从视觉角度来看几乎完全相同。那么，怎样区分机械表和石英表呢？

　　机械表比石英表早几个世纪

　　机械计时的历史可以追溯到13世纪晚期，当时欧洲的钟楼利用原始擒纵机构和带有悬重的齿轮来计时。那会还没有表盘和指针，所以借助钟声报时。这便是机械计时三大要素的雏形：动力源（悬重）、调速机构（Regulator，如今称为摆轮）和擒纵机构（Escapement）。调速机构和擒纵机构协同作用，以可控的方式推进计时。

　　带有螺旋游丝的摆轮素描图，约1883年

　　时间快进到15世纪，内置发条开始取代悬重，催生出小巧便携的怀表（Pocket Watch）。早期“怀表”佩戴在脖子上，但已具备表盘和时针，距离现代表更近了一步。克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）于1675年发明的游丝和托马斯·穆奇（Thomas Mudge）于1755年左右发明的杠杆式擒纵机构彻底改变了怀表的面貌，使得我们如今所熟知的纤薄精准的现代怀表成为可能。在此之前也出现过一些改进的擒纵机构，但以今天的标准来看，这些尚处于试验阶段。杠杆式擒纵机构的设计已经臻于完善，至今仍广泛应用于大多数现代表机芯中。

　　现代杠杆式擒纵机构，由托马斯·穆奇发明，也被称为机械表的“大脑”。

　　机械表机芯的工作原理

　　现代机械表的动力源是主发条（Mainspring），主发条盘绕在发条盒（Barrel）内。手动腕表通常借助表冠（Crown）为主发条上弦，而自动腕表一般既可以借助表冠上弦，又能够凭借摆陀（Rotor）上弦，摆陀会随着手腕的自然摆动而旋转。齿轮系（Gear Train）将主发条释放的能量传递给擒纵机构和摆轮，擒纵轮、擒纵叉和摆轮（Balance）相互作用，产生可控的往复脉冲驱动指针——机械表的滴答声由此而来。

　　机械表机芯动力链和调速机构的分解图

　　机械表调速机构的振荡运动

　　如果没有擒纵机构，机械表会像铁皮青蛙一样，主发条很快就释放完能量。而擒纵机构本身，则由带有游丝（Spring）的摆轮调节。齿轮系中包含多个齿轮和柄轴，共同构成“传动装置”。大多数三针腕表具有相同的布局。有的齿轮直接驱动指针旋转，例如二轮，每小时旋转一周，与分针相连。同时，二轮还通过12:1的减速齿轮系统，驱动时针每12小时旋转一周。四轮每分钟旋转一周，与秒针相连。这便是标准三针腕表的工作原理，只不过描述有所简化。

　　机械表机芯分解图

　　复杂功能与模块

　　在基础机芯上装载带有独立齿轮系的功能模块，就可以实现复杂功能或非常规显示，例如日历、计时和漫游时间等等。瑞士Dubois-Dépraz专门生产万年历和计时模块，是一家主要的供应商。然而，也有一些制表品牌自主生产功能模块，或直接生产无需功能模块的集成式复杂功能机芯。

　　关于石英表

　　1970至80年代，价格低廉、无比精准又无需维护的日本电子表席卷全球，对许多传统制表商造成了致命打击，这便是“石英危机”。石英表无需上弦，月均误差比机械表的日均误差还要小，而且成本更低，可以大规模生产。很多人担心，机械制表业会像唱片公司一样走向衰落。但最终，传统得以延续，机械制表业再次复兴，并蓬勃发展。如今，许多制表商同时提供机械表和石英表，二者之间的竞争远不如1970至80年代那样激烈。

　　冠蓝狮的高端现代石英机芯

　　电子表

　　最早采用电池驱动的，不是石英表，而是1957年Hamilton汉米尔顿推出的Electric Ventura 500腕表。这款腕表以电池取代主发条，但保留了摆轮和擒纵机构，本质上是一款无需上弦的机械表，或混合型腕表。听起来确实很酷，实际上问题重重。

　　Hamilton汉米尔顿Electric Ventura 500腕表，首款电子表，采用混合结构，电池驱动，但保留了摆轮和擒纵机构。

　　这款腕表本身的设计就很前卫，采用非对称三角盾形表壳，搭配未来感十足的表盘。盘面中央装饰电波图案，镶贴带有延伸线条的圆形时标，散发出浓郁的原子时代气息。猫王埃尔维斯·普雷斯利（Elvis Presley）在1961年上映的电影《蓝色夏威夷》中佩戴过这款腕表，给它带来了极高的人气，但最终技术问题还是导致该腕表停产。机芯也几经迭代，最初是Model 500，后来相继升级为Model 500A和Model 505，然而始终存在耗电过快、走时不准和不够可靠的问题。尽管如此，这仍是Hamilton汉米尔顿的开拓创举，也是对未来的一次真正展望。

　　古董宝路华Accutron腕表，搭载音叉机芯。

　　1960年，宝路华发布了Accutron腕表，这是第一款全电子腕表。该腕表采用360赫兹高振频钢合金音叉，取代Hamilton汉米尔顿Electric Ventura 500腕表的摆轮和擒纵机构。音叉由电子振荡器驱动，发出嗡嗡声，而非滴答声。宝路华Accutron腕表所搭载的Calibre 214机芯只有12个活动部件，日均误差仅2秒，足以媲美当今最精准的机械表。Accutron一名意为“Accuracy through Electronic”（通过电子化实现精准），这项技术曾广泛用于美国航空航天局（NASA）的早期太空计划。我们都知道巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）在月球上佩戴的是欧米茄超霸系列腕表，但登月舱内也配备Accutron计时器。

　　事实上，早在Hamilton汉米尔顿Electric Ventura 500腕表之前，像Elgin这样的品牌于1952年就推出了电子原型表，但当时都没有做好商业化投产准备。1960年代，各种不同类型的电子表浮现又消失，最终石英技术赢得了这个领域的胜利。

　　1969年精工Astron——首款石英腕表

　　1963年，精工发布了采用石英技术的Crystal Chronometer座钟。6年后，该品牌东京推出世界上首款石英腕表——Astron，其精准度是机械腕表的100倍，彻底改变了制表行业。当时，这项技术属于尖端科技，精工Astron腕表的最初售价堪比小汽车，而金壳款更是价格高昂。但很快，石英技术就变得便宜实惠，易于大规模生产，石英腕表也随之迅速风靡全球。精工Astron腕表内置形似音叉的石英晶体，相比之下，宝路华Accutron腕表的音叉则由名为Elinvar的钢合金制成。石英晶体具有惊人的稳定性，以恒定的32,768赫兹频率振动，而钢合金音叉易受温度波动和外部冲击影响，精度较低。此外，石英晶体的耗电量也更少，让电池乃至腕表的小型化和长续航成为可能。

　　1969年精工Astron腕表问世，这是第一款商业化石英腕表。

　　石英表机芯的工作原理

　　机械表将摆轮稳定的来回摆动转化为精密的时间测量，摆轮振频越高（大多数机械表振频为4赫兹），机械表精度就越高。类似地，石英表机芯的电池向石英晶体输送电流，石英晶体会以32,768赫兹的频率振动。

　　石英表机芯分解图

　　由此可见，石英机芯的精度远高于机械机芯。以劳力士和西铁城为例，前者的机械机芯日均误差+/-2秒，后者的Calibre 0100石英机芯年均误差1秒。从这个角度来看，二者根本无法相提并论。

　　集成电路追踪音叉的振动，并将其转换为更适合计时的低频信号，通常为每秒一个电脉冲，驱动电机带动齿轮系运转。因此，石英表秒针通常每秒跳动一次，而机械表秒针往往平滑扫过表盘。石英表还可以采用液晶数字显示，借助微芯片将信息发送至屏幕，更直观地显示时间。这样一来，就可以实现计时、日历和闹钟等功能，与动辄成千上万乃至更昂贵的复杂功能机械表相比，功能实用，价位实惠。数字显示还催生了计算器、街机游戏和记忆库等创新应用，这就远超机械表的能力范围。

　　优缺点

　　石英表有很多优点，价格低，精度高，几乎无需维护，只需少量花费即可获得丰富的功能。石英表也能配备模拟显示表盘，以传统方式显示各种功能，且通常比相同功能配置的机械表便宜得多。曾经石英表需要频繁更换电池，但现在频率越来越低，像西铁城光动能腕表已经解决了动力和续航问题。许多高端品牌仍然坚持使用石英机芯，包括卡地亚、欧米茄、百年灵和TAGHeuer泰格豪雅，上述品牌近几年都推出过石英表。那么，为什么还有人选择机械表呢？

　　石英表缺少一样东西——浪漫情怀。机械表拥有数百年历史，小巧美观，复杂精致，无需电池。佩戴者通过上弦，与机械表互动，聆听它的跳动。机械机芯的艺术，尤其是手工润饰工艺，是石英表这种略显冰冷的商品所无法比拟的。腕表爱好者、收藏家和传统主义者通常都追求机械表的“灵魂和脉搏”。在腕表的世界里，逻辑和实用性并非总是适用；有时，你只需要跟随自己的内心。（图/文 腕表之家 许朝阳编译）

　　本文标题：钟表小课堂：机械表与石英表的区别