張朝陽的物理課：探索時間的奧秘與精準的締造

時間，這個古老而神秘的話題，自人類文明誕生以來便吸引著無數探索者的目光。從日晷投下的第一道陰影，到如今精準到千萬年僅誤差1秒的原子鐘，每一次計時精度的飛躍，都是人類智慧與自然規律碰撞的火花。在《張朝陽的物理課》上，搜狐創始人、物理學博士張朝陽，用一場硬核的物理學課程，以歐米茄先進的制表技術為例，為我們揭開了時間的神秘面紗，重塑了我們對時間以及制表工藝的深刻理解。

從“時間是什么”的宏大命題出發

時間是什么？是日出月落的周而復始，還是我們所習慣的以分秒為單位的精確分割？這個熟悉又陌生的概念，在張朝陽的物理課堂上被重新審視。他詳細介紹了人類從日晷、單擺到銫原子鐘的計時發展歷程，揭示了隨著理論物理的突破，計時精度發生跨越的本質。

這其中，張朝陽強調到：“計時技術的一個重大進展就是，力學發展讓我們發現了一些非常固定的規律，就是單擺！” 16世紀，隨著伽利略觀察到單擺擺動幾乎具有等時性。張朝陽也通過了一系列精密的計算，得到了小角度單擺正比于sin(ωt)的解，驗證了“在地球表面的重力加速度下，單擺（小角度）的T是固定的”這一結論，讓計時進入了機械的新紀元。人們據此設計了鐘擺式機械鐘。

隨后，面對小型化和精準化的需求，人們更發明了適合腕表的游絲擺輪系統——一種角向的諧振子，后來才讓時間可以佩戴在腕間，出現了真正意義上的機械腕表，也讓瑞士制表品牌歐米茄在制表業的歷史上書寫下傳奇且輝煌的篇章。

“精準=生命”：用物理學定義機械腕表的“精準”

從古老的日晷到現代的原子鐘，人類對時間精準的每一次突破都凝聚著對物理和科學的深刻洞察。在現實生活中，機械表是我們不可或缺的重要依賴，特別是在特殊環境中。張朝陽以“阿波羅13號”這一傳奇故事，詮釋了機械制表在現代社會中的關鍵作用。

1970年4月，阿波羅13號宇航員依靠超霸腕表計算發動機引燃時間，從而安全返回地球

1970年，在阿波羅13號執行人類第三次登月任務的飛行過程中，氧氣罐發生爆炸，電子計時設備失效。為了節省能源，宇航員關閉所有電源，依靠手腕上的歐米茄超霸腕表進行精準控時，手動操作引擎點火，精準計時14秒，調整飛船軌道，安全返回地球。

“在人類太空探索的歷史上，歐米茄的超霸表是立下大功的！”張朝陽說道。他指出，在太空探索等極端場景中，機械表的可靠性和精準性才是真正的生命線，這是電子表永遠無法取代的。歐米茄超霸腕表在“阿波羅13號”任務中的卓越表現，正是對這一觀點的完美詮釋。張朝陽強調：“NASA認證不是榮譽勛章，而是歐米茄超霸腕表在零重力環境下交出的完美答卷：精準等于生命。”

歐米茄在1999年推出同軸擒縱系統，是制表史上的革命性創新，具有里程碑的非凡意義

擒縱系統的走時密碼

“腕表是為了精準計時而誕生的，精準也是機械腕表的第一要義。”接下來的篇章，張朝陽開宗明義道。數百年來，無數制表工匠嘔心瀝血，致力于突破機械表走時精度技術瓶頸，這其中，最不可或缺的核心結構正是擒縱系統。它的作用是將發條提供的能量穩定地傳遞給游絲擺輪，堪稱是機械表的“大腦”。

通過對杠桿擒縱結構示意圖的解說，張朝陽深入淺出地為同學們講述了擒縱結構中的各個部件的構成和功能，揭秘了擒縱系統的走時密碼。而隨著講解的推進，他也向我們指出，傳統的杠桿擒縱結構存在摩擦大、保養周期短和能量傳遞效率低的缺陷。

同軸擒縱的原理示意圖

而歐米茄專用的同軸擒縱系統，通過精妙的設計，將鎖定與傳動功能分離，由2組共4顆紅寶石分別實現；減少磨損的同時改進力的傳動方向，大大提升了能量傳遞效率。解決了杠桿擒縱上百年的摩擦困擾，設計更為先進，走時也更為精準。

在課堂現場，張朝陽還對同軸擒縱系統的效能進行了講解：“如果說擒縱系統是機械表的大腦，歐米茄專用的同軸擒縱系統，可以指揮著整塊兒表給出最和諧的樂曲。”

硅材料的降維打擊

在追求時間精準度的道路上，歐米茄的創新不止于此。要成就一個理想的游絲擺輪系統，游絲質量可靠亦格外重要。金屬游絲在日常生活中，容易受到很多磁場的影響，導致金屬游絲磁化。同時，溫度升高可能導致金屬游絲膨脹，使其力學性質發生變化。這些無一例外都會影響腕表走時精準度。

張朝陽特別強調了歐米茄最早使用硅游絲取代傳統金屬合金游絲，他帶我們從材料的物理特性上，了解了金屬、合金與硅材質的區別：硅、碳等晶體都屬于“第四主族”，原子通過 sp3 軌道雜化，可以與周圍四個原子一起形成很強的方向鍵合，被我們稱作共價鍵，這帶給硅材質比很多合金更高的彈性模量，同時密度又遠低于金屬；其次，完全成鍵的電子，讓硅具有了非常優秀的抗磁性能；此外，由于原子和原子之間束縛能強，在溫度升高時原子之間的距離難以被拉大，從而受溫度影響更小——這三點都是硅游絲取代金屬游絲的絕對優勢，成為超強的“物理外掛”的重要原因。

張朝陽分享到歐米茄研發應用硅游絲的歷史，他表示，歐米茄早在2008年率先發布Si14硅材質游絲，這在制表歷史上是重大的突破，堪稱在行業內做到了真正的“降維打擊”。

Spirate超精細調節系統

歐米茄在長期使用硅游絲的同時，又發現了硅材質另外一個重要的應用，張朝陽在此深入講解了歐米茄如何利用硅游絲的超強可加工性，為腕表精準度帶來了對前所未有的天花板級的突破——Spirate系統。搭載Spirate系統的腕表可以實現0.1秒/天的超精細調節，從而使得每日精準度達到0至2秒。要知道，得到一只超高精度、具有超高防磁能力的腕表已經堪稱藝術，而保證量產的每一塊表都有超高精度則是真正偉大的成就。

Spirate游絲示意圖

張朝陽介紹，歐米茄Spirate系統高精度調節的一個核心思想是，在硅游絲結構末端設計了一個彈性刀刃結構，通過調整刀刃部分的剛度來調節擺輪游絲的振動頻率，從而提升腕表的精準度。歐米茄利用光刻技術一體成型制作出這一帶有刀刃圖形的獨特的硅游絲，首次將單晶硅特有的非線性應力應變特性引入游絲設計，首次利用預應力的方法調節硅游絲的彈性模量，首次采用類似串聯彈簧的結構引入游絲設計，開創性的實現了每天0.1秒的超精細調節，這就如同用電子顯微鏡去調節腕表的精度，比以往的精度調節提升了10倍。最終， 將腕表的每日精準度提升至0到+2秒的驚人水平，可以說是機械鐘表歷史上里程碑性的創新！

在課程的最后，張朝陽感慨：“如果機械表對精準度的追求只停留在幾十年前，傳統制表行業將止步不前。”

將時間的韻律濃縮于方寸游絲，讓宇宙的秩序在腕間化為機械的跳動——這，或許正是歐米茄所帶給我們的獨特魅力。