關於陀飛輪的誕生
by Emmanuel Breguet1801年6月26日,更準確地說,是法國當時仍在使用共和曆的共和曆九年牧月7日,阿伯拉罕-路易·寶璣(Abraham-Louis Breguet)從主管部門獲得了一項為期十年的專利,用於一種名為「陀飛輪(tourbillon)」的新型調速裝置。數月前,即1800年12月24日(共和曆九年雪月3日),這位製錶師已經提交了完整的技術文件,並附上了一幅水彩繪製的圖版,這是深入研究和細緻實驗的成果。 Breguet_LQH_FR.Tourbillon
這是寶璣第二次申請並獲得專利。三年前,即1798年3月9日(共和曆六年風月19日),他曾為一種可應用於腕錶和時鐘的「恆定動力擒縱機構」申請專利。此後再無第三次,因為在陀飛輪之後,寶璣認為沒有必要繼續申請其他專利。是他覺得程序過於繁瑣,還是認為對自己而言已無必要?這一點大可長篇討論。
根據1791年1月7日頒布的法律,法國發明專利當時是——今天依然是——一種產權證明,以公開發明為交換條件,賦予專利持有人在一定期限內對其發明進行工業和商業開發的獨佔權,同時提供法律保護,尤其是針對仿製行為的保護。
在巴黎法國國家工業產權局(INPI)檔案中保存的「陀飛輪」專利文件裡,還包括一封寄給內政部長的隨函。當時專利事務由內政部管轄。在這短短幾行文字中,寶璣試圖概括自己的構想,並向那些不熟悉製錶原理與技術細節的人解釋這一獨創、全新且複雜的機制。這封信極具寶璣書信風格,值得全文引用:
寶璣致內政部長。
公民部長:
我謹向您呈交一份說明文件,其中描述了一項可應用於計時機械的新發明,我將其命名為「陀飛輪調速器」,並請求獲得為期十年的特權,以製造這種調速器。
藉助這一發明,我成功通過補償方式消除了由於調速器機芯不同重心位置所造成的異常;將摩擦分佈到調速器軸榫的整個圓周以及軸榫所運行的孔壁之上;確保即使潤滑油發生凝固,摩擦部位的潤滑依然保持一致;最終,還消除了許多其他會或多或少影響機芯精準度的誤差來源,而直到今天,製錶技藝對此還只能通過無數次試探加以解決,並且往往無法保證成功。
正是考慮到這些優點、我所掌握的更先進製造手段,以及為獲得這些手段而承擔的巨額費用,我才決定申請這一特權,以明確我的發明日期,並確保能夠獲得與我所作犧牲相匹配的補償。
致以敬意
寶璣
Quai de l’Horloge 51號。
六個月後,內政部長讓-安托萬·沙普塔爾(Jean-Antoine Chaptal)正式回覆,同意了寶璣的申請。隨後不久,相關法令便刊載於《法蘭西共和國法令公報》(Bulletin des Lois de la République)。
頗為有趣的是,這位沙普塔爾本人曾於1800年11月21日(共和曆九年霧月30日)向寶璣購買過一枚編號621的三問錶。
通過陀飛輪,寶璣創造出了一種後來極大提升其聲望的裝置。在一長串發明之後——自動上鏈錶、音簧、Pare-chute防震裝置,以及當時較新的Sympathique共鳴時鐘和Montre à tact觸摸錶——他再次展現出非凡而旺盛的創造力。
又一次,作為真正的先驅,寶璣既創造了事物,也創造了名稱。而這些名稱如同發明本身一樣,並非偶然得來。如今在製錶領域如此著名、如此頻繁被使用,卻又或許並未真正被充分理解的「tourbillon」一詞,究竟意味著什麼?寶璣又為何認定它是最貼切的稱謂?
「tourbillon」一詞最常見的含義令人有些困惑:猛烈旋轉、不可預測而激烈的運動、無法控制的風暴,甚至在比喻意義上還可指躁動不安的狀態……這些含義都很難與鐘錶機芯的平穩和規律聯繫起來。詞典中經常可以看到諸如「樹木被旋風連根拔起」、「這條河裡有非常危險的漩渦」以及「事務與享樂的旋渦」等例句。
因此,它與製錶之間的關聯必須從別處尋找。要理解這一點,兩部重要辭書提供了很大幫助:皮埃爾·拉魯斯(Pierre Larousse)的《十九世紀環球大詞典》(Grand dictionnaire universel du XIXe siècle)以及埃米爾·利特雷(Émile Littré)的《法語詞典》(Dictionnaire de la langue française)。
事實上,「tourbillon」還有一種如今幾乎被遺忘的含義。笛卡爾在《哲學原理》中對此作過定義。拉魯斯引用道:「行星圍繞太陽運行,被其渦旋所攜帶。」而利特雷則解釋得更加明確,將其定義為:「笛卡爾主義者用來指稱一顆行星或天體圍繞其中心的旋轉,以及伴隨它運動的周圍物質的運動。」一個世紀之後,達朗貝爾又重新解釋了這一概念。利特雷引用他的話說:「這位偉大的哲學家[笛卡爾]在天文觀測、力學和幾何學尚十分不完善的時代,為了解釋行星的運動,提出了巧妙而著名的渦旋假說。」
在天文學與哲學的交界處,「tourbillon」一詞因此指的是一個行星系統及其圍繞單一軸線的旋轉。這裡強調的是規律與確定性,與氣象現象的反覆無常截然不同。正是在這裡,製錶與「tourbillon」之間的類比變得清晰,因為18世紀的哲學家往往喜歡將製錶學視為宇宙的微縮再現。
作為啟蒙時代的人物,同時也是笛卡爾和《百科全書》的讀者,寶璣在選擇這個詞時,顯然指的正是這一層含義。他所依據的,是自己早年跟隨熱衷數學和天文學的神職人員阿貝·瑪麗(Abbé Marie)學習時所掌握的知識。事實上,他此前已經從哲學借用過術語,用「Perpétuelles」稱呼自動上鏈腕錶;而在「Sympathique」共鳴時鐘和「Montres à tact」觸摸錶的命名中,又借用了生理學領域的詞彙。
因此,他的陀飛輪是一種通過持續旋轉來抵消地球重力影響的新機制。
阿伯拉罕-路易·寶璣首先觀察到,地球重力是鐘錶機芯規律運行的敵人,因為佩戴中的腕錶每當位置發生變化,其走時調校就會產生差異。
為解決這個與一切人類活動都密切相關的重力問題,寶璣想到把整個擒縱調速系統——也就是擺輪與游絲、擒縱叉和擒縱輪這些最容易受到重力影響的部件——裝入一個活動框架內,讓其每分鐘完成一次完整旋轉。如此一來,各種誤差會規律性地重複出現,並彼此抵消。此外,擺輪軸榫與寶石軸承之間接觸點的持續變化,也有助於獲得更好的潤滑效果。
這一理念極其巧妙,但實施起來異常複雜,因此在1801年夏天,陀飛輪距離真正「投入使用」仍很遙遠。經歷兩枚實驗性作品之後——其一是No.169,於1809年贈予倫敦製錶師John Arnold之子;其二是No.282,於1800年完成,並在很久以後由寶璣之子售出——第一枚真正商品化的陀飛輪直到1805年才正式推出。
次年,這項發明在1806年9月至10月於巴黎榮軍院廣場舉行的法國工業產品展覽會(Exposition Nationale des Produits de l’Industrie)上向公眾展示。當時,這一裝置被描述為能夠讓計時器「無論腕錶處於垂直還是傾斜位置,都能保持同等精準度」的機制。此後,陀飛輪調速器便持續吸引著人們的目光。
最著名的鐘錶收藏家和愛好者也無法抵擋它的魅力:著名的義大利贊助人兼收藏家Sommariva、康布雷主教Belmas、西班牙波旁王室——後者在1808年至1814年間最多曾擁有三枚陀飛輪——以及英國攝政王,他於1814年購入一枚大型陀飛輪,並將其安裝在一個鍍金青銅圓錐體的頂部。
陀飛輪帶有幾分神秘色彩,主要面向真正的內行。從1805年至1823年,也就是寶璣大師逝世之年,總共僅售出35枚。然而,他的繼承者把延續這一非凡技藝視為己任,並一直傳承至今,同時不斷加入新的技術成就——既有結構相對簡潔的陀飛輪,也有配備額外複雜功能的陀飛輪。如今,世界上幾乎沒有鐘錶愛好者會不知道寶璣這一卓越發明。20世紀80年代,陀飛輪以腕錶形式重新流行起來,而今天,更有眾多製錶品牌生產著數量繁多的陀飛輪作品。
即使現代製錶技術已經能夠藉助更傳統的方法大幅提升走時的規律性,1801年獲得專利的陀飛輪依然是一項偉大發明,也是寶璣職業生涯中具有傳奇色彩的重要成果。憑藉其與天文學和人文科學之間微妙而深刻的聯繫,陀飛輪在歷史上也屬於歐洲思想發展中的一個關鍵時刻。