1% Knowledge》陀飛輪是什麼?從重力、芝麻鍊到磁力,225年來機械錶如何把「一秒」做得更準?

寶璣 Experimental 1 將10Hz高振頻陀飛輪、恆定動力磁力擒縱與雙發條盒結合,日差標準控制於±1秒,也讓225年前為精準而生的陀飛輪,再次回到「機械錶還能多準」的原始命題。(圖/寶璣 BREGUET提供)

在機械錶的世界裡,陀飛輪幾乎是最容易被認出的複雜功能之一。它會旋轉、會吸引目光,也常被放在高價腕錶最醒目的位置,久而久之,陀飛輪幾乎成了「高級製錶」的代名詞之一。

但如果把時間拉回225年前,它一開始其實不是為了炫技,而是為了解決一個非常實際的問題:怎麼讓機械時計走得更準。

1801年6月26日,阿伯拉罕-路易.寶璣(Abraham-Louis Breguet)取得陀飛輪專利;到了2026年,適逢陀飛輪發明225週年,寶璣以「Sorry, Isaac. 抱歉,牛頓」作為年度主題,再次把這項發明拉回它最初面對的物理課題——地心引力。寶璣CEO Gregory Kissling也因展覽首度訪台,並透過「寶璣BREGUET陀飛輪225週年腕錶展」,帶來14件陀飛輪新作與高複雜時計。

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寶璣 CEO Gregory Kissling 首度訪台,親自分享陀飛輪225週年作品。他形容陀飛輪如今已是一種「mechanical art」,但提升精準計時與展現製錶技藝,依然是這項機械結構持續演進的理由。(圖/寶璣 BREGUET提供)

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從1989年的經典陀飛輪,到2026年的10Hz高振頻Experimental 1,放在一起看時真正值得理解的,其實不是「寶璣出了多少只陀飛輪」,而是另一個更有趣的問題:當手機、GPS與原子鐘早已比任何機械錶更準,225年後,人類為什麼還需要陀飛輪?

陀飛輪為什麼要轉?先從「重力」說起

要理解陀飛輪,可以先把機械錶想成一個極小的節拍器。機械錶裡的擺輪、游絲與擒縱系統負責控制時間前進的節奏,只要這個節奏稍微快一點或慢一點,時間就會產生誤差。

陀飛輪創造的時代始於19世紀,當時的人佩戴的是懷錶,由於懷錶大部分時間是被直立放在口袋裡,當裡面的調速機構長期處在某個方向時,重力便可能讓它產生細微偏差,這是當時設計懷錶的人遇到的最大困擾。

寶璣先生想到的解決方法很直接,也很聰明:既然無法把重力拿掉,「那就讓整套調速機構自己旋轉。」於是,他把擺輪、游絲與擒縱系統裝進一個旋轉框架中,讓它差不多每60秒轉一圈,於是當它持續轉動時,就能把不同方向造成的誤差平均掉。這,就是陀飛輪。

所以陀飛輪並沒有「消除重力」,更準確地說,它是在處理重力造成的時間誤差。

Gregory Kissling此次在台北介紹225週年作品時,也特別提到,Tourbillon這個字如今常被理解為「旋風」,但在18世紀的語境裡,也帶有天體旋轉與宇宙運行的意涵;換句話說,從命名開始,陀飛輪就同時帶著科學與浪漫:一邊處理物理問題,一邊模仿天體運行

不過,有陀飛輪,就一定比較準嗎?這也是最常見的誤解之一。

答案其實是:不一定

原因很簡單,今天的腕錶不像以前的懷錶長時間固定在同一個方向,而是隨著手腕不停轉動;另一方面,現代製錶已經有更多方法處理精準問題,例如高振頻、矽游絲、抗磁材料、恆定動力系統與更精密的加工,都成為當代的「解決方案」,於是乎,陀飛輪在今天已經不是唯一的精準解方,但它留下來的真正價值,反而是這種「解決問題」的方法與執著。

當一只機械錶遇到重力、能量不均、震動或摩擦,製錶師可以怎麼設計新的結構去面對?這也是這次週年展覽最值得看的地方。

飛行陀飛輪、神秘陀飛輪,到底差在哪裡?

如果第一次接觸陀飛輪,很容易被「飛行」、「神秘」、「懸浮」這些名字搞混。

其實可以用很簡單的「支撐」來進行理解:傳統陀飛輪的旋轉框架,上下通常都有支撐;所謂飛行陀飛輪(Flying Tourbillon),則是把上方的橋板拿掉,只從下方支撐,讓視覺更為通透。

而寶璣Classique Tourbillon Sidéral 7255更進一步,把傳動機構盡量隱藏,正面看不到明顯齒輪如何帶動陀飛輪,因此會產生近似「懸浮」的效果。Gregory Kissling把它形容為「接近失重」,在搭配砂金石大明火琺瑯錶盤後,整只錶看起來就像一個陀飛輪漂浮在星空之中。

這裡其實已經透露了陀飛輪225年後的一個重要變化:它不再只是一個藏在機芯裡的技術,而開始變成一種被觀看的機械景觀。

芝麻鍊不是裝飾,它像機械錶裡的「變速器」

如果說陀飛輪在處理重力,那7047處理的則是另一個問題:能量不均。

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 Tradition Tourbillon 7047 將陀飛輪與芝麻鍊(Fusee-and-Chain)結合。芝麻鍊透過改變作用半徑,補償主發條從滿鍊到逐漸釋放時的扭力變化,讓送往調速機構的力量更加穩定。(圖/寶璣 BREGUET提供)

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可以把機械錶的主發條想像成一個上緊的玩具:剛上滿時力量最大,愈走力量愈弱;如果把這股力量直接送進機芯,前後輸出的能量就不會完全一致,也可能影響走時。於是,Tradition Tourbillon 7047 加入的芝麻鍊(Fusee-and-Chain)就產生了作用,它有點像一套機械變速器,透過一條微型鏈條連接發條盒與錐形均力輪,當發條力量很強時,系統會用不同的槓桿比例取力;當力量逐漸減弱,又改變作用半徑,盡量讓送到陀飛輪的力量維持穩定,這就是所謂的恆定動力思維。

Gregory Kissling在現場引用寶璣重要收藏家Sir David Salomons的名言:「攜帶一只優秀的寶璣,就像把一個天才的腦袋放進口袋。」談到7047時,他更把它形容成兩種機械智慧的交會。這也是陀飛輪演進的一個重要轉折:它不再是一個孤立的機構,而開始和能源管理系統一起工作。

每天中午12點,太陽真的都在同一個位置嗎?

另一支腕錶Marine Tourbillon Équation Marchante 5887則把問題從機械拉到天文。

這只錶整合陀飛輪、萬年曆與「時間等式」(Equation of Time)。這個名詞聽起來很複雜,但概念其實不難:我們手錶上的24小時,是把一年之中太陽看起來忽快忽慢的運行「平均化」之後得到的時間;但如果真的看太陽在天空中的位置,會發現它每天並不是完全按照同樣速度前進,原因包括地球公轉軌道是橢圓形,以及地軸本身有傾斜的緣故。

因此,「我們鐘錶上的時間」與「太陽真正所在的位置」之間,一年之中可能相差十幾分鐘,這個差距,就是時間等式。5887讓兩種時間同時顯示在腕錶上,而225週年版本又再多做一步:把1801年6月26日午夜,巴黎上空的星象畫進錶盤,錶盤上的400多顆星並不是隨意裝飾,而是依據天文位置,忠實地描繪出來。

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Marine Tourbillon Équation Marchante 5887 結合陀飛輪、萬年曆與時間等式,錶盤並重現1801年6月26日午夜巴黎上空的星象,讓腕錶同時連結機械時間、太陽運行與天文觀測。(圖/寶璣 BREGUET提供)

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這個單一錶盤,約需要一週才能製作完成,甚至收藏家還可以指定某一天、某個地點與時間,由寶璣重新製作那一刻的天空。

到了這裡,腕錶的功能已經不只是告訴你「現在幾點」。它開始變成保存某一個時間的方法。

10Hz為什麼重要?先想像一個被碰到的陀螺

如果說5887把時間拉向宇宙,那Experimental 1則把陀飛輪重新拉回225年前最初的問題:精準。這只錶搭載10Hz高振頻陀飛輪、恆定動力磁力擒縱與雙發條盒系統,日差標準控制在 ±1秒。

10Hz是什麼意思?可以先想像一個陀螺,如果旋轉節奏比較慢,受到一下外力干擾,影響可能比較明顯;當節奏提高後,短暫震動對整體走時造成的影響可以更快被平均。

因此,高振頻其中一個作用,就是提升機芯面對外界擾動時的穩定性。但高振頻同時需要更多能量,所以Experimental 1又加入雙發條盒與恆定動力系統,確保陀飛輪在整段動力儲存期間,都盡量收到穩定的力量。

這時候,另一個更有趣的角色出現了:磁力。對傳統機械錶來說,磁力長期是敵人;游絲如果受磁,可能彼此黏連,讓時計突然變快或變慢,因此「抗磁」一直是現代製錶的重要課題。

但Experimental 1的做法卻反過來:利用磁力。Gregory Kissling用了一個很有意思的詞——「tame magnetism」,馴服磁力。其核心概念,是利用磁力去完成部分能量傳遞,減少傳統零件直接接觸所產生的摩擦,摩擦愈少,能量損耗與長期磨耗也愈少,便更有機會維持穩定振幅與走時表現。

如果把Experimental 1拆開來看,其實非常容易理解:陀飛輪處理位置誤差10Hz高振頻提升面對震動時的穩定度、恆定動力處理發條力量愈走愈弱的問題,而磁力則試圖降低摩擦。

陀飛輪是機械藝術,但仍然和精準有關

這也是Gregory Kissling此次介紹最值得留下的一個觀點。

他說:「Tourbillon is a mechanical kind of art。」陀飛輪今天的確已然成為機械藝術,但他的下一句同樣重要:寶璣仍然相信陀飛輪能持續改善chronometry,也就是精準計時,同時展現一家製錶品牌的savoir-faire。

這兩件事情並不衝突。從1989年的Classique Tourbillon 3350,到35毫米的7357、近乎懸浮的7255、搭載芝麻鍊的7047、把天文時間放進腕錶的5887,再到10Hz與磁力擒縱的Experimental 1,這次14件作品真正呈現的,其實不是一項複雜功能如何變得愈來愈華麗,而是一項225年前的發明,如何不斷重新定義自己的任務。

225年前,陀飛輪為精準而生;225年後,它已經成為高級製錶最具象徵性的機械藝術之一,但仍然沒有離開最初那個問題:一只純機械時計,究竟還能再準多少?

在手機早已可以給我們更準確時間的今天,這個問題當然不再實用,但也正因如此,它才變得更迷人。

人類明明已經不需要如此複雜地讓自己知道時間,卻仍然願意花225年,把一秒鐘做得更精密。

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