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《科学巨人牛顿》第二章 中学时代 三、水漏时钟

时间:2016-01-07 18:35来源:未知 作者:中国历史网 点击:
克拉克先生,现在几点了? 其实没有时钟的不只是水果店,因为那个时代,在一定的时刻集合一起做事的,只有学校或教会而已。格 兰萨姆镇没有工厂或公司,当然也没有火车。镇民只要日出而起,日正当中时吃午饭,日落而息就可以了。驿马车在出发前会吹喇叭,上
  “克拉克先生,现在几点了?”

  其实没有时钟的不只是水果店,因为那个时代,在一定的时刻集合一起做事的,只有学校或教会而已。格 兰萨姆镇没有工厂或公司,当然也没有火车。镇民只要日出而起,日正当中时吃午饭,日落而息就可以了。驿马车在出发前会吹喇叭,上课或教堂开始礼拜也都鸣钟 通知。所以,普通人家不必备置时钟。这种麻烦的东西,只要教会、学校和驿站置备了就行。

  当时的时钟多半是沙漏时钟,克拉克药局里也有 一具。沙漏时钟是将装有沙的容器上下叠置而成。沙通过两容器间的细管,从上方容器落入下方容器内。沙漏时钟的主人每天早上听到学校的钟声一响,就把下方容 器内的沙全部倒进上方容器内。于是沙就开始流动,在下方容器的刻度上表示出时间。

  牛顿仔细观察克拉克药局的沙漏时钟,发现了种种问 题。他想,水漏时钟会不会比沙漏时钟好呢?沙漏时钟很难使沙流的速度维持不变。上方容器内的沙量多少,足以影响沙的流动速度。沙量多时,沙粒间相互强力挤 压,影响了流入细管内的运动,结果,沙漏时钟内沙的流动,有愈来愈快的倾向,这是很大的缺点。

  水漏时钟似乎比较精确。只要尽可能开一个非常小的洞,让水一滴一滴地慢慢滴下来,上方容器中水的深浅几乎没什么影响,水的流动容易保持一定。

  “我想做水漏时钟,这个箱子不用的话,能不能给我?”牛顿指着早就注意的空木箱,向克拉克夫人要。

  “水漏时钟?……不是沙漏时钟吗?”

  “是的,原理和沙漏时钟一样。”

  “你发明的吗?”

  自从制作了白老鼠的磨粉车以后,他被人们认为是发明家。

  “不,不是我发明的,是在您家的书里看到的,是几千年前就有的时钟。”

  药局主人有许多藏书。牛顿借读的时候知道了水漏时钟的事情。

  “你要做古代的时钟?”

  克拉克夫人完全不懂牛顿的想法。

  “可能比贵店的沙漏时钟还好也不一定。”

  “哦?真的吗?”

  牛顿向克拉克夫人讨来了差不多有自己身高的细长木箱后,请史托丽帮忙,搬入二楼的房间,开始制作水漏时钟。

  水漏时钟需要上下两个水槽。牛顿把木箱竖起来,在箱内较低的地方,做了上下重叠的两个水槽。

  上槽底开一小洞,在上槽装入的水,就一滴一滴地滴入下槽中。

   牛顿没有在下槽做表示水深(也就是时间)的刻度,却在下槽中放置了一块几乎盖住整个槽面的木板,下槽中积了水,木板就会往上浮升。他又在这块木板的中心 竖立了一根把手似的长木棒把它牢牢地钉住。当木板往上浮动时,木棒也就跟着上升。牛顿是想利用这根竖立的长棒转动钟盘上的指示针。

  接 着,牛顿开始着手制作数字圆盘。他在木箱外表较高的地方凿一个圆圈,然后在圆上标示刻度和数字。他又在圆圈中心开了一个较大的洞,嵌入钉上指针的圆柱。当 然,在箱后面木板上的同一位置也开个洞,以便放置圆柱的后端。圆柱由前后两洞支撑住,针就在数字圆盘上指向刻度。他用手指转动,针与柱就一齐圆滑地转动 了。

  “这样好了。”

  牛顿在即将燃尽的蜡烛旁边竖立了一根新蜡烛,然后点上了火。他在连接针与浮板上的长棒之前,凝视着数字圆盘上整齐的数字。

  牛顿在下槽浮板上直立的长棒顶头钉上铁钉,再把细绳的一端紧系于钉头上,另一端绑一块小石块,挂在钉上了针的横向圆柱上,由于石头下坠的力量,使细绳紧紧地附着圆柱,向下拉直了。

  “已经完成了,真好!”

  向窗外一望,天已微明,不知不觉熬了个通宵。

  牛顿用手按着数字圆盘上的针,想要转动。

  他觉得这次与刚才不同,指针很有分量,那是因细绳与横向圆柱摩擦所致。

  牛顿非常满意,开心地笑了。他躺在床上,等待教会钟响。不知不觉地沉沉入睡了。

  “当当,当当……”

  钟声响起,牛顿马上从床上跳下,很快地把水装入上槽中,把针指向6点。

  那一天正好是星期天。牛顿随着克拉克夫妇和史托丽到教会去做礼拜。

  教会中的牛顿本来就不大像个信徒,而这一天更是厉害。他不断地唱错歌词,不时地向外张望。

  礼拜完毕,牛顿撇下克拉克家人,飞奔回药局的二楼。

  针正指着7时24分。

  “妙极了!”

  对于牛顿,没有比这个时候更高兴的了。这一新设计的时钟,能正确指示时间到“分”的程度,这是沙漏时钟绝对无法办到的。

  兴奋的情绪略为平静之后,可以听到微小的水滴声,那是水滴在刻画时间的声音。牛顿不禁走近时钟,凑上耳朵静听。

  “牛顿先生,你怎么了?”

  史托丽喘着气奔进来。

  “终于完成了我的水漏时钟。你看,现在是7点29分了。”

  牛顿的手指按在钟盘上,慎重地读出时刻。史托丽佩服地仰望着他的脸。

  没多久,牛顿的水漏时钟在镇内就出了名。连没有必要知道时刻的人,也跑到药局的二楼来参观,史托克校长也来了。所有的人都赞叹不绝。

  最有趣的是,赶集那一天,克拉克药局人潮汹涌。

  来观赏白老鼠的风车和水漏时钟的附近的乡下人络绎不绝。白老鼠密尔在屋顶阁楼工作。参观者带来了玉米、小麦等饲料作为礼物,他们爬下小阁楼后就在药局买药,这一天的生意鼎盛,前所未有。

  但是,牛顿的水漏时钟发生了不正常的现象。一两个月后,时钟的时间愈来愈慢了。牛顿伤了好几天的脑筋,终于找出了原因。原来是上槽槽底的小洞积聚了水中的污垢,以致流速减弱。

  牛顿做梦也没想到,这个时期的沙漏时钟和水漏时钟的研究,会在3年后被杂志公开地介绍。 (责任编辑:中国历史网)
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