好好的手錶居然走時不準，竟是磁場惹的禍？

提問：為什麼我的表走時會不準？磁場是怎麼作用的？

總感覺自己的表沒手機準時誒……是因為受磁場影響嗎？還是它就是壞了(._.)

沒壞，是因為磁場的影響。

1摸得到的摸不到的磁場

萬物皆磁。電弱力（電磁力和弱相互作用）、強相互作用和引力是我們這個世界的三根支柱。電生磁磁生電，生生不息。

但在蒙昧年代，我們似乎並不太會感受到磁的力量，除了偶爾找到磁鐵礦石。這些彷彿有靈性的磁石慢慢昭示出一個事實，我們腳下的這個地球，彷彿就是一枚大磁石。1640年，英國人吉爾伯特（William Gilbert）率先提出了這一假想。兩百年後，一個德國人「順手」證明了這個問題。這個德國人就是高斯（Carl Friedrich Gauss），天妒人怨的高斯。誰怨？每一個掛在大學高數上的不用功的孩子都怨他。這個號稱智商340的德國窮孩子在數論、代數學和微分幾何領域都做過開創性的工作，人稱數學王子，與阿基米德和牛頓並稱三大數學家。他搗鼓出了讓非歐幾何體系，卻覺得不夠成熟就那麼扔在書架上。幾十年後，非歐幾何成為愛因斯坦手中最有力的理論武器。尤為難得的是，高斯並不是個純理論宅男，他還是天文學家、大地測量學家和有線電報的發明人之一。

當年高斯順手做的地磁學研究讓後人用他的名字命名了磁場強度單位。

地球表面的地磁場強度大約是0.5高斯。高斯是個很小的單位，一個冰箱貼表面的磁場強度也有50高斯那麼多。即便地磁場這麼弱，它依舊是包括人類在內的所有生物的生命屏障。正是這遍布全球的磁場讓來自太陽的帶電粒子偏轉，就像科幻片里的防護盾。去年上映的熱片《火星救援》里最大的bug就是其中的火星艙沒有考慮防輻射。火星現在的磁場非常微弱，從太陽砸過來的各種粒子會直接轟擊火星表面。即便我們賤賤的男主角靠土豆活過了幾個月，他也有很大的可能會因為輻射患上癌症。

後來，人們製造出了強大的電磁鐵和永磁體，磁的力量越來越大，用高斯就有點不方便了。這時候，另一個人類奇才前來救場，這位的名頭現在可比高斯大——特斯拉。1特斯拉=10000高斯，當然，這事兒跟二位奇才的實際貢獻並沒有什麼關係。

下次碰到萬磁王，記得問問他你有多少特斯拉。音樂會的大喇叭里的磁鐵大概能有1特斯拉。醫院裡的核磁共振儀產生的磁場強度能有10特斯拉，那也是普通人能接觸到的最強的磁場。在核磁共振檢查室里不能有任何鐵磁性的部件，否則一開機都會變成炮彈飛進機器里。

幾乎在人類開始研究地球磁場的同時，兩個歐洲人著手研究世界的節奏。在他倆之前，最有節奏感的人造物品是單擺。給定一個擺的長度，就確定了它的頻率，不管擺動的幅度有多大。今天，用單擺來計時的擺鐘已經難得一見。年輕人更多從練琴時噠噠作響的節拍器中了解這一計時原理。擺鐘太大，鐘擺需要很多能量維持擺動，並且很容易被干擾。17世紀後半葉，英國人虎克（Robert Hooke）和荷蘭人惠更斯（Christiaan Huygens）分別獨立發明出了遊絲擺輪系統。這兩位大神都是理論水平深厚動手能力極強的全才。如果把二人的研究領域和成就列出來，你甚至會以為這倆是同一個人的分身，他倆都對力學和光學感興趣，分別獨立發現了螺旋彈簧的振動等時性和土星的光環。基於第一個共同發現，他倆分別造出了自己的遊絲擺輪系統。所謂遊絲擺輪，就是用螺旋彈簧加轉輪取代鐘擺。由於惠更斯更早向公眾展示了遊絲擺輪，虎克也曾經暴跳如雷過。要說虎克的情緒實在是不夠穩定，他為人處世不夠圓滑，一生樹敵甚多。立的最大的敵人就是後輩牛頓，要不是數學功底不如牛頓，萬有引力定律根本輪不到牛頓來「首創」。還好，在條件穩定的前提下，虎克和惠更斯設計的每一套遊絲擺輪都有自己獨特而穩定的振動頻率，利用這個頻率，就可以計時。

惠更斯發明的遊絲擺輪系統的繪圖，於1675年發表。（圖片來源：Wikipedia）

自那以後，幾乎所有的機械錶都以此為核心。一代又一代鐘錶工匠打造出了越來越精密的遊絲擺輪，遊絲的寬度甚至低到了微米級別，真的是細若遊絲。本來它們在西歐的語言中只是彈簧的意思，這個中文翻譯可謂形神兼備。這些不停振動往複的小玩意兒不但成了人類操縱自己手指製作出來的最精細的物品，也給世界賦予了穩定而準確的節奏。

然而，在高斯的年代，鐘錶匠們發現了一個問題，跟磁有關的問題。傳統的遊絲是以鐵為基礎的合金製成，這些合金遊絲穩定性優良。但是無論表匠們如何精益求精，它們造出來的表仍然會有穩定的誤差，揮之不去的誤差，這讓「處女座」的表匠們坐卧不安。最終揪出來的罪魁禍首就是無所不在又宛若無物的地磁場。鐵和其他一些金屬在磁場中會被磁化，本身帶上磁性。這些磁力雖然非常微弱，但足以讓遊絲失衡。更要命的是，地磁並不是一個恆定的干擾，在不同的緯度不同的海拔地磁強度都不一樣。萬磁王打敗了鐘錶匠。

3鐘錶抗磁技術的發展

作為回擊，鐘錶設計師們從兩個方面入手抵禦磁場。最佳的選擇當然是用不會被磁場磁化的材料製作手錶中的遊絲擺輪和其他系統。事實上一個多世紀以來，他們確實在不斷努力尋找更好的遊絲擺輪材料，各種合金，精巧的配比，特別的工藝。但這些材料都沒有擺脫鐵基合金的框框。確實，除了不抗磁，這些鐵基合金太適合做遊絲了。要顛覆冶金工業，談何容易。於是退而求其次，鐘錶設計師以退為進。既然不能讓遊絲擺輪和手錶零件抗磁，我就加一個防磁的保護罩。有趣的是，做保護罩的最佳材料，居然是鐵——純鐵。由於純鐵硬度不高，因此在鐘錶界被稱為軟鐵。鐵太聽磁場的話了，太容易被磁化，磁場消失的時候又會迅速退磁。這就好比給大樓加了一個「避磁針」，有磁場，先找我。

在過去幾十年，如果手錶對抗磁有特殊的需求，比如航空表，比如潛水錶，首選的方案就是用一個軟鐵盒把機芯包裹起來。即便犧牲掉日曆窗，但是總要留個孔穿表軸吧，所以總會有磁場泄漏進機芯。而且磁場如果太大了，軟鐵也力有不逮。

在近幾十年，軟鐵盒防磁技術還遭遇了一個讓鐘錶匠很鬱悶的麻煩——你們知道自己造出來的表有多精細，我也想知道啊。所以，手錶越來越透。開始是背透，讓人欣賞遊絲擺輪和擒縱系統，後來連錶盤也要透了。讓鐵變透明，真的做不到啊。

突破竟然來自一種常見到再也不能常見的物質——硅。如果按重量計算，在元素周期表中位列第十四好漢的硅是宇宙中第八多的元素。在地殼中更是排名第二，僅次於氧。然而，直到1823年，人類才見到了純的硅，提純這種活潑的元素並不容易。

純硅是深灰色的，閃著妖冶的金屬光澤。從各種性質上講這種半導體非金屬材料都很像金屬，熔點都與鐵近似；導熱性能良好；硬度達到了莫氏7度，遠高於大部分金屬，高硬度讓它的彈性優良。硅的密度很小，只有鐵的不到三分之一。更重要的是，它沒有鐵磁性。

如果用它做遊絲，彈性與傳統金屬遊絲無差；更輕，只需更小的驅動力，可以讓發條一次蓄能走表更久；不！怕！磁！再見了，軟鐵暗箱。

說著簡單，硅畢竟不是我們駕輕就熟的傳統金屬材料，冶煉、加工、拉絲、盤絲，這些傳統鐘錶業界的工藝，在硅面前，大眼瞪小眼。

創新就是打破傳統舒適區。金屬材料是傳統鐘錶業的舒適區。然而，如果鐘錶匠走出舒適區，他就會發現，世界變了。

從20世紀下半葉開始，人類社會進入了硅時代。以硅為代表的半導體工業讓人類社會的面貌天翻地覆。曾經有那麼一段時間，鐘錶業界是感受過這股潮流的。廉價但精確的石英錶曾經一度讓手藝精良的鐘錶匠失眠。石英，正是二氧化硅晶體。

一場虛驚。石英錶並沒有把機械錶趕進博物館。精細的機械結構給人帶來的魔法光環反而更閃耀了。可想而知，傳統表人在某一時刻是鄙夷硅的。

所以，會有人打破舒適區，向前走。

2008年，歐米茄發布了Si14硅材料遊絲。它基於微電子業界的深反應離子蝕刻（DRIE）技術生產，讓遊絲的加工精度上了一個數量級。加工出來的遊絲表面經過特殊處理，讓它不但抗磁，還能達到強度和熱穩定性的完美平衡。除了硅遊絲，歐米茄還在抗磁機芯上使用了防磁和非磁材料製作的擺輪、擒縱叉、同軸輪、衝擊輪等部件。要革新，就來個徹底。

這讓它的防磁機芯的防磁水平直接從高斯升到了特斯拉——在1.5T特斯拉的強磁場下，它仍舊可以走時分秒不差。

而且這次，沒有了軟鐵盒，你想怎麼看都可以。硅時代的技術，讓機械更有魔力和美感。

2014年12月，歐米茄與瑞士聯邦計量研究院（METAS）宣布合作推出全新腕錶認證程序——至臻天文台認證（master chronometer certification）。尊霸腕錶成為世界上第一款達到這個認證標準的產品。至臻天文台表認證程序包括長達10天8項的嚴苛測試，包括腕錶的防水性能、精準度以及在15,000高斯強磁場環境中的防磁性能，確保每一枚腕錶遠遠超出製表行業長期以來的規範標準。毫無疑問，歐米茄不局限於日常生活中的磁場大小，而是用前瞻性和銳意創新給腕錶訂立了全新的標準。很期待這樣的門檻能刺激後來者各顯其能，推動鐘錶技術的進步。

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