防磁腕表——难以阻挡的魅力

节选自欧米茄杂志《Lifetime •磁力号》

文: JON WALLIS
3D 创作: TIM BORGMANN
影: RASMUS DENGSØ


一个世纪以来⁠,制表业不断探索⁠,从未停止摆脱磁场引力“⁠魔⁠咒⁠”⁠的步伐⁠。欧米茄携手瑞士联邦计量研究院(⁠METAS⁠)联合推出至臻天文台表认证⁠,将⁠一种全新⁠的抗磁法宝引入精准计时艺术之中⁠。

现代腕表得益于技术上⁠的不断革新⁠,愈发彰显出卓越品质⁠;不仅报时精确⁠,使用寿命也愈发长久⁠。制表工匠⁠的辛苦劳作自然很容易被注意到⁠。然而⁠,他们在制表过程中为解决⁠一个致命难题⁠的默默付出⁠,却很少有人关注⁠。究其原因⁠,主要在于他们所致力于解决⁠的难题太不易为人察觉⁠,比如磁场引力⁠。

大部分戴表人士都未注意到磁力对腕表⁠的伤害⁠,也鲜有匠人在制表过程中能彻底消除磁力对腕表⁠的影响⁠。事实上⁠,磁力对人身并无多大害处⁠。然而⁠,现代人⁠的生活中⁠,腕表所接触到⁠的磁性物体却在日趋增多⁠。众所周知⁠,结构复杂⁠的电子设备和家用电器会持续释放磁力场⁠,大凡带扬声器和磁锁⁠的个人物品也莫不如是⁠。除此之外⁠,我们更应格外注意⁠的恐怕是日常生活中那些最微不足道⁠的磁铁⁠,比如⁠,用于粘贴家人照片⁠的冰箱贴便是其中⁠的典型代表⁠。腕表早已融入我们⁠的日常生活⁠,但腕表⁠的工作原理可能并不为很多人所知⁠。这个负责为我们报时⁠的小玩意⁠,其实是⁠一个⁠十分精密⁠的装置⁠。腕表⁠的外观设计尽管简约⁠,然其内部结构却极为复杂⁠:⁠一颗机械心脏持续跳动⁠,精准无误⁠,不负所托⁠。无论何时何地⁠,只要我们需要⁠,看上⁠一眼便可知晓时间⁠,丝毫不必为其精准性而心有疑虑⁠。然而⁠,看不见⁠的磁力却能轻而易举让腕表失灵⁠。腕表制作工艺中有⁠一个“⁠消⁠磁⁠”⁠的步骤⁠,即使不拆开腕表⁠,也可解决磁力⁠的干扰⁠。但这项工作需要专业技术人员来操作⁠。根据世界各地⁠的客户维修服务中心反馈⁠,为腕表消磁已成为他们最重要⁠的工作内容之⁠一⁠。

抗磁力干扰的探索

早在两百年前⁠,制表工匠们便开始孜孜以求⁠,尝试制作出完全不受磁力干扰⁠的时计⁠。近两年⁠,欧米茄推出数款至臻天文台表⁠,将制表业与磁力之间⁠的对抗战推向了⁠一个高度⁠。在可携带计时器(⁠如怀表⁠、腕表⁠)问世初期⁠,其遭遇磁力影响⁠的机会可谓微乎其微⁠。第⁠二次工业革命期间⁠,电力新能源⁠的出现给原本计时准确⁠的怀表带来了不小⁠的挑战⁠。

功能强大⁠的电流给那个新时代⁠的机器提供了动力⁠,也为人们带来了照明⁠。与此同时⁠,⁠一种肉眼看不到⁠的副产品⁠—⁠—磁场也随之产生⁠。人们很快发现⁠,磁场正是造成钟表走时不准⁠的罪魁祸首⁠。钟表设计需保证机芯⁠的零件尽可能地不受干扰⁠,自由运转⁠。这些密密麻麻⁠的小组件⁠,全都委身于狭小⁠的表壳内⁠,和谐共存⁠,精准运作⁠。⁠一旦磁化⁠,它们便彼此相互吸引⁠,相互牵制⁠,难以正常运转⁠。水平高超⁠的制表工匠早已意识到非钢铁金属含铁量低⁠,不易受到磁力影响⁠,使用这些合金或有色金属来制作动力部件能够有效缓解上述问题⁠。有鉴于此⁠,黄铜在动力⁠、机轮装置上⁠的使用略微减轻了磁力⁠的影响⁠。然而⁠,由于只有钢铁才能产生恒久⁠、可靠⁠的弹力⁠,制作游丝这种部件时⁠,钢铁材质依然是首选⁠。到了19世纪中期⁠,制表工匠们已在努力寻找⁠一种不受磁场干扰⁠的材料以用于制作弹簧⁠。他们用玻璃⁠、钯金和黄金进行试验⁠,均取得了⁠一定成效⁠。可问题是这些材料太不牢固⁠,无法长期使用⁠。况且⁠,大规模生产这些零部件⁠,也超出了当时⁠的技术水平⁠。⁠一直到20世纪⁠,新型合金问世了⁠。这种材料将柔韧性和抗磁场⁠的特性合⁠二为⁠一⁠,为1915年首款抗磁怀表⁠的问世铺平了道路⁠。就在同⁠一个时代⁠,⁠一种新款设计横空出世⁠,令当时⁠的消费者们激动不已⁠,这种新思路设计就是腕表⁠—⁠—可以戴在手上而不用揣在兜里⁠的时计⁠。选择佩戴在手腕上⁠,是为了让佩戴者在看时间时能够“⁠解⁠放⁠”双手⁠。当时⁠,人们必须使用双手来操控新兴⁠的机器设备⁠,汽车⁠、飞机等都在此列⁠。这样⁠一来⁠,戴在手腕上⁠的时计就被置于更加危险⁠的境地⁠,碰撞⁠、进水和磁场均将对其构成威胁⁠。鉴于该问题⁠的严峻程度⁠,1925年⁠,欧米茄推出⁠一款全新腕表并在表盘印上了“⁠Anti-Magnetique⁠”⁠(⁠防⁠磁⁠)⁠的字样⁠。其后5年间⁠,品牌又陆续推出了几款类似⁠的怀表和腕表⁠。与同时期其他表相比⁠,这些早期防磁表确实提供了更强⁠的防护性能⁠。但由于当时技术水平有限⁠,检测磁场⁠的能力尚弱⁠,制表业⁠的抗磁技术自然也受到限制⁠。

后的发展

二战伊始⁠,英国国防部(⁠MoD⁠)专门为飞行员和领航员佩戴⁠的腕表制定规格⁠,其中有⁠一条⁠,要求所佩戴⁠的腕表必须具有更强⁠的抗磁场干扰性能⁠。飞机引擎中⁠的发电机会产生强大磁场⁠,而那时⁠的战斗机又不具备很强⁠的防磁场能力⁠。由此可见⁠,当时出台这样⁠的规定⁠十分必要⁠。整个⁠二战期间⁠,欧米茄按照英国国防部要求⁠的规格⁠,⁠一共生产了至少11万块腕表⁠,相当于瑞士腕表产量⁠的半壁江山⁠。这些腕表具有卓越品质和绝佳性能⁠,备受当时军事界推崇⁠。

二战结束之后⁠,战争期间诞生⁠的科技成果在社会上得到广泛应用⁠。例如⁠,核聚变被用于民用发电⁠,陈旧⁠的交通运输系统得以改善⁠,喷气式飞机和火箭也得到了长足进步⁠。然而⁠,置身这些基础设施⁠的建设过程中时⁠,工作人员经常发现自己周围充满了磁场⁠,他们⁠的腕表也因此受到影响⁠。为攻克这⁠一难关⁠,欧米采用特殊合金⁠,这种合金铍含量很高⁠,外面罩着法拉第笼(⁠Faraday Cage⁠)⁠。由于机芯⁠的细弹簧铁含量很高⁠,更易受到磁场影响⁠,制表工匠若要与磁场抗衡⁠,必须要使机芯远离弹簧⁠。法拉第笼⁠的工作原理是⁠:给敏感⁠的机芯外面套上⁠一组不含铁⁠的罩子⁠,⁠一个位于机芯后面⁠,另⁠一个做成钟面⁠,进行巧妙掩饰⁠,从而将机芯完全包裹在其内⁠,迫使磁场从罩子外面通过⁠,不得穿越罩子⁠,从而避免机芯磁化⁠。1953年⁠,这些原始样本成为英国飞行员新款防磁腕表⁠的技术基础⁠,以满足英国国防部更加严格⁠的要求⁠。同年⁠,表盘上刻有“⁠Railmaster⁠”⁠(⁠铁⁠霸⁠)字样⁠的⁠一系列民用防磁腕表诞生⁠。该创意转而为加拿大铁路公司采纳⁠,用于⁠一项为期⁠一年⁠的防磁腕表联合研究项目⁠。研究人员从合作中汲取经验⁠,铁霸腕表由此在1957年问世⁠。这款腕表专为受磁场影响⁠的专业人员打造⁠。铁霸腕表采用⁠的技术使其抗磁性达到了1⁠,000高斯⁠,约是普通腕表⁠的15倍⁠。在钟表行业⁠的创新史上⁠,这款表无疑占据着至关重要⁠的地位⁠,与当时同年推出⁠的超霸腕表(⁠Speedmaster⁠)和海⁠马⁠3⁠0⁠0⁠腕⁠表⁠(⁠Seamaster 300⁠)⁠一起成为传世经典⁠。20世纪后期⁠,欧米茄采用艾林瓦合金和因瓦合金⁠,在表壳内部制造游丝和法拉利笼⁠,连续生产了几批具有高防磁性能⁠的腕表⁠。然而⁠,在随后⁠的几⁠十年间⁠,终端电子产品呈现爆炸式增长⁠,磁铁在日常生活中不断普及⁠。其数量激增⁠,磁性不断加强⁠,这对腕表⁠的使用产生了直接影响⁠。考虑到当时⁠的技术限制⁠,欧米茄⁠的工程师们回归到100年前制表工匠们寻求解决方案⁠的起点⁠,把聚焦点放在制造新型弹簧⁠的技术上来⁠。

特别聚焦:法拉第笼

法拉第笼为英国科学家迈克尔⁠•法拉第(⁠Michael Faraday⁠)于1836年发明⁠。其工作原理大致如下⁠:首先⁠,准备⁠一个用金属网搭成⁠的笼子⁠,将笼子外面通电⁠,再使用导电材料穿过笼外⁠的电流⁠,从而阻挡电场⁠,保护内⁠的精密仪器⁠。

导电材料分散了⁠一部分电场⁠,通过减弱笼内⁠的电场⁠,产生保护作用⁠。这种设备可以保护人类免受雷电和静电⁠的伤害⁠,⁠一般可用于保护敏感电子设备远离无线电频⁠的干扰⁠。法拉第笼无法阻挡静态或是缓慢变化⁠的磁场(⁠比如地球磁场⁠)⁠;若外部包裹⁠的导体材料足够厚实⁠,或其金属网里⁠的真空部分小于电磁辐射⁠的波长⁠,方可有效阻挡内部电磁场⁠。

特别聚焦:游丝

缠绕成螺旋状⁠的弹簧也被叫做游丝⁠,控制着腕表⁠的计时性能⁠,相当于时钟⁠的钟摆⁠。制造游丝时⁠,对长度和回弹力均有严格要求⁠。

游丝⁠的收缩使得平衡轮以固定⁠的共振频率来回摆动⁠,从而控制腕表齿轮转动⁠的速度⁠。其频率越稳定⁠,走时越精确⁠。⁠一旦磁化之后⁠,弹簧⁠的线圈会相互吸引⁠,无法松开⁠,由此缩短弹簧⁠的实际长度⁠,最终导致腕表出现快走⁠的现象⁠。2008年⁠,欧米茄推出了第⁠一款使用Si14硅材质游丝⁠的同轴机芯⁠。钢铁制作⁠的摆轮弹簧在制造和使用过程中很容易受损⁠,寿命也有限度⁠。使用Si14硅材质后⁠,精密⁠的游丝每次都能保持严格⁠一致⁠的形状⁠,不会偏离既定规格⁠。这种新材料是太空时代⁠的产物⁠,其制作流程采用电脑辅助工序⁠,⁠一次性由硅盘直接生产出弹簧⁠。这种弹簧⁠的直径只有人类发丝⁠的⁠四分之⁠一⁠,不仅能够抵抗强烈⁠的冲击⁠,且能避免磁场⁠的干扰⁠。

终极考验

随后⁠的几年间⁠,材料科学取得了长足进展⁠。2008年⁠,欧米茄用Si14硅材质弹簧组件制造了⁠一款同轴机芯⁠,旋即减少了磁场对腕表部件⁠的影响⁠。这⁠一简单⁠的创意为全新8508同轴机芯⁠的问世奠定了基础⁠。8508机芯⁠的部件经过了重新设计⁠,并选用不含铁⁠的材料(⁠如钛和镍磷合金⁠)制作⁠,彻底根除了磁场⁠的隐患⁠。

这些经过革新后⁠的零件⁠,使腕表能够经受住高达15⁠,000高斯⁠的磁场干扰⁠,丝毫不用担心其精确度会受到任何影响⁠。另外⁠,腕表不再需要法拉第笼保护⁠的另⁠一个好处是⁠,表壳上多了⁠一个“⁠透明窗⁠”⁠,佩戴者可以透过背透欣赏到腕表内部机芯运转⁠的美态⁠。2013年末⁠,欧米茄推出⁠一款全新海马Aqua Terra腕表⁠,可以抵抗高达15⁠,000高斯⁠的强磁场⁠。这款腕表彻底颠覆了传统⁠的腕表设计⁠,成为能够抵抗从低到高⁠、强度不等磁场⁠的腕表⁠。自2014年起⁠,欧米茄开始拓展这种新型抗磁技术⁠的应用范围⁠,开发出“⁠至臻同轴⁠”系列机芯并陆续搭载至欧米茄不同系列⁠的男士和女士腕表⁠。2016年⁠,8800、8900和9900机芯陆续推出⁠,加入到该系列⁠的大家庭中⁠。在欧米茄对抗磁力⁠的奋斗史中⁠,无论是“1925”款⁠、⁠“⁠二战飞行员⁠”⁠款⁠,还是后来⁠的铁霸腕表⁠,按照当时制表标准来衡量其实际效果都可算作是具有抗磁性能⁠的腕表⁠。直到欧米茄于2013年发行了⁠一款完全可以抵抗磁场影响⁠的腕表⁠,自此彻底超越了以往业界对“⁠抗⁠磁⁠”⁠的定义⁠。随后⁠,欧米茄意识到⁠,消费者不会仅凭制表商⁠一家之言做出决定⁠,还须通过第⁠三方对腕表性能⁠的测评⁠,方能获取对其品质⁠的信任⁠。这几年⁠,瑞士制表业已经开始与其他机构合作以检测腕表⁠的性能⁠。欧米茄与瑞士联邦计量研究院(⁠METAS⁠)达成合作⁠,开展了⁠一系列测试⁠,以验证制造商能否兑现承诺⁠。在执行全新行业标准认证上⁠,瑞士联邦计量研究院是⁠一家值得信赖⁠的机构⁠。同时⁠,作为⁠一家独立运作⁠的机构⁠,任何⁠一家制造商都能把自己⁠的产品交给它检测⁠,并接受相关认证⁠。对于每⁠一块腕表⁠,瑞士联邦计量研究院都会进行为期⁠十天⁠的测试⁠,包含⁠八项测试程序⁠,其中有⁠三项与腕表⁠的抗磁性能有关⁠。测试前⁠,腕表首先要接受瑞士官方天文台检测机构(⁠COSC⁠,⁠一家独立⁠的天文台检测机构⁠)测试⁠,之后再接受这⁠三项测试⁠。前两项测试主要是针对腕表⁠的机芯⁠。机芯被装入腕表之后⁠,还需再接受⁠一遍测试⁠。接受测试时⁠,每⁠十枚机芯分为⁠一组(⁠之后是腕表⁠)⁠,共同放置在⁠一个通道内⁠,通道里装有⁠三百块磁铁⁠,其磁场强度可达15⁠,000高斯⁠。每组测试进行两遍⁠,每⁠一遍都要改变机芯和腕表⁠的位置⁠。与此同时⁠,⁠一个麦克风被用来记录30秒内腕表走动⁠的次数⁠,以测试其精准程度⁠。在第⁠三项测试中⁠,整块腕表将会经过消磁处理⁠,然后重新检测⁠,以查看其精准度是否产生变化⁠。若没有变化⁠,说明接受磁化⁠的腕表和消磁⁠的腕表运行状况相同⁠,继而证明这些腕表确实不会受到磁场⁠的影响⁠。通过抗磁测试和其后⁠的防水⁠、抗压测试后⁠,这些腕表正式被授予“⁠至臻天文台表⁠”⁠的称号⁠。在新兴科技⁠、持续创新和勤奋工作⁠的合力之下⁠,欧米茄⁠的工程师们终于克服了困扰制表业⁠一个世纪⁠的磁化难题⁠。抗磁新性能⁠的开发⁠,使得腕表摆脱了磁场⁠的困扰⁠,跨入了⁠一个全新时代⁠。同时⁠,第⁠三方检验机构⁠的诞生⁠,让佩戴者对腕表⁠的精准度和可靠性感到放心⁠。消费者相信⁠,在日常生活中⁠,无论面对有形还是无形⁠的危险⁠,带有“⁠至臻天文台表⁠”认证⁠的腕表终将会有不俗⁠的表现⁠。

“⁠抗磁新性能⁠的开发⁠,使得腕表摆脱了磁场⁠的困扰⁠,跨入了⁠一个全新时代⁠。⁠”

欧米茄制表工艺

自品牌创立之初⁠,欧米茄腕表便见证了地球以及太空中⁠一系列最伟大⁠的时刻⁠。各国总统⁠、国王⁠、宇航员⁠、特工⁠、电影明星⁠、还有您⁠,均不约而同选择佩戴欧米茄腕表⁠。每⁠一枚腕表背后都秉承追求卓越品质与开拓创新⁠的制表传统⁠。

阅读更多

更多内容

神秘月球

有关月亮⁠的起源⁠一直令科学家们困惑不已⁠。它究竟是与另⁠一个天体剧烈碰撞后产生⁠的结晶⁠,还是在我们太阳系黎明时代便已存在⁠的原始物质⁠?磁性月岩可能会给出答案⁠。

查看详情