绍兴四十年,临安,格物院“机巧阁”。
这里戒备森严,昼夜灯火不灭,金属切削和齿轮咬合的细微声响几乎从未停歇。
空气中弥漫着油脂、金属和木料混合的独特气味。
在阁楼最深处的静室内,一座接近一人高的木制框架伫立着,框架内,数百个大小不一的黄铜齿轮、精钢发条、琢磨光滑的玉石轴承 正以某种复杂而精妙的规律啮合、运转。
最引人注目的,是框架中央一个匀速往复摆动的鎏金摆锤,以及上方随着“咔嗒、咔嗒”清脆声响规律跳动的擒纵叉。
框架正面,是一个巨大的珐琅表盘,上面不仅有时辰刻度,更有日、月、星象 的简易标识,三根指针(时、刻、更)正以肉眼难以察觉的平稳速度移动。
这便是格物院 历时五年,汇集数十位顶尖匠师、算学家、天文生,在皇帝内帑的持续支持下,终于研制成功的“枢机授时仪”——一台运用了擒纵机构 的大型机械天文钟。
其核心突破,便在于那套“天衡-擒纵” 系统。
主持此项目的,是格物院首席机械大家苏颂之侄苏携(虚构,延续北宋苏颂水运仪象台传统)。
他此刻正陪同皇帝赵构,以及被紧急召回的司天监监正、水师 将领、兵部 职方司主事等人,一同见证这台仪器的首次长时间运行校验。
“陛下请看,”苏携年约五旬,头发花白,但目光灼灼,指着那往复的摆锤和跳动的擒纵叉,“此即为‘擒纵机构’ 之核心。
其灵感,部分源自先伯父(苏颂)水运仪象台 中的‘天衡’ 与‘关舌’,然更为精进。
我等以钢制发条 为力源,替代流水之不恒。
发条之力,通过齿轮组 传导至擒纵轮。而此摆锤 之摆动周期,经反复测算打磨,近乎恒定。
擒纵叉受摆锤连杆控制,每于摆锤摆动至极限时,释放擒纵轮一齿,如此周而复始,将发条之不均之力,转化为齿轮组 稳定、间歇之运动,最终驱动指针。”
赵构凝神细看,那“咔嗒”声规律得令人心悸,与殿中铜壶滴漏那绵延不断却略显滞涩的水滴声形成了鲜明对比。
“一昼夜误差几何?”皇帝问出了最关键的问题。
司天监监正激动地捧上一本记录:“回陛下!自本月初一子正(午夜)校准以来,连续运行十昼夜,与臣等以仰仪、简仪 观测日、月、五星 及恒星中天时刻 反复校对,此‘枢机仪’ 累计误差……累计误差不足百息(一息约一次呼吸,百息约数分钟)!”
殿中响起一片倒吸凉气的声音。
铜壶滴漏受水温、水质、水流稳定性影响,一昼夜误差常在一刻(约15分钟)以上,日晷则完全依赖天气。
而这台机械钟,十日误差仅数分钟!其精度提升了何止十倍!
“好!大善!”
赵构抚掌赞叹,眼中光华闪动,“此物之成,非仅一精巧玩器。苏卿,其用安在?”
苏携深吸一口气,禀道:“陛下,其用至广!其一,天文观测。
以往测定星辰过中天时刻,依赖观察者目力与漏刻精度,常生分歧。
有此仪为基准,司天监观测精度可获飞跃,于修订历法、预测天象大有裨益。
其二,航海。
茫茫大海,难以观星辨向时,可凭借此仪(需制造小型化、防潮抗震之船钟)精确计算航行时间与经度……此事格物院正与将作监、水师合力攻关。
其三,军事调度。
各军协同进攻,约定时刻,以往常有偏差。
若关键营寨、指挥部配发小型‘军钟’,则号令如一,如臂使指。
其四,民生百工。
作坊劳作、市集开闭、更夫巡夜,皆可依时而行,社会运转效率必将提升。”
兵部职方司主事立刻接口:“陛下,此物于传递军情、协调边境堡寨防御,意义尤为重大!
边关烽燧,若能配发,可统一时辰,遇警时记载敌踪出现时刻将极为精确,利于研判敌情。”
水师将领也兴奋道:“海上风云莫测,若战船能有精准计时,无论编队航行、抢占洋流、抑或夜间袭敌,皆可掌握先机!”
赵构越听越是振奋,他仿佛看到,精确的时间,如同无形的经纬,将开始更有效地编织起这个庞大帝国的军事、经济与科技网络。
“着即封赏苏携 及参与研制有功人等!格物院需再接再厉,一者,继续提高此仪精度与长期运行稳定性;二者,立即着手研制小型化、便于携带 之时钟,优先供应水师、边军、司天监及重要市舶口岸;三者,此‘擒纵’ 之理,可用于他处否?如水利堰闸之自动启闭、工坊机械之规律运动,皆可探究!”
“臣,领旨!定当竭力!”苏携激动下拜。
他知道,手中这“咔嗒”作响的机芯,叩开的是一个崭新的、由人类精确掌控时间的时代之门。
而这扇门,首先在南宋 的格物院中,被打开了。