科学实践中的原理创新与应用

纵观擒纵调速器的发展，其基本的发明并非属于任何单独个人，系在时钟实际制造过程中所完成。科学的研究导致新原理的发现本非简单；而对已知科学原理进行创新与运用，并达到辉煌的成就更是不易，苏颂、德维克、惠更斯、肖特等皆属之。

苏颂之水运仪象台是建造在中国古代科学技术极为兴盛的宋朝，当时科技工艺日新月异，水轮动力机械充斥各灌溉河域、磨坊、纺织坊等，天文仪器在量和质上都有杰出的成就，并建立了漫流平水法与多级补偿法相结合的漏刻标准型式。苏颂在既有的科技基础上，不仅兼采诸家之说、兼用诸家之法，并加以创新发展，制造了这一多功能的大型天文钟；尤其掌握了秤漏与杠杆的特性，创造出精度更高的水轮秤漏装置。

摆杆机轴式擒纵调速器是近代钟表擒纵调速器原理的起源，然而经历了300余年的发展，在精度上未能符合天文观测与精密科学工作的需要。1585年伽利略已发现单摆的等时性原理，但直到1657年惠更斯才成功将钟摆运用在时钟上，也促成锚状等各式擒纵机构的发明，因而使能量传递的损耗更少，精度也大大提升。(www.xing528.com)

1820年奥斯特发现电磁感应原理，1840年贝恩和惠斯顿开始将此原理运用到钟表上，1921年肖特以断续同步器整合1898年路德发明的自由摆与1905年霍普·琼斯发明之同步分离重力擒纵机构，从而制造了完整的电气天文钟。20世纪中叶之后，由于科学技术发展极为迅速，钟表朝向电子化与原子化发展。

在擒纵调速器的发展过程中，不同动力的运用，造就其不同的机构型式。水力与电磁力者，其动力型态较相似，故其设计概念亦较类似。重力、弹力、电磁力者，其振荡器型式相同，在机构上的安排也较为相近，这些异同皆可由图4-7的比较得知。