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时间的最强音 三问表从技术到艺术

被视为单项复杂功能之最的三问表究竟诞生于何时,现已无从考证,可以肯定的是,问表的基本结构——报时蜗形轮(Snails)、报时齿条(Hour Rack)和音簧(gong springs)是在18 世纪由英国制表师Daniel Quare、Edward……
 
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匿名用户,2021-04-23 10:37:20
1作为乐器的手表回顶部

作为乐器的手表

在方寸大小的空间里,以纯机械的方式控制音锤敲击音簧发出长短不同的音阶,提示当前的时间——这在普通人眼中如魔术般神奇的三问表,就专业制表师看来其实并不神秘。百达翡丽研发部主管Didier Faoro 在他自己的问表专利中陈述道:“问表的结构是如此的为人们所知,早在1899 年E.James 所著《问表制作》(Treaty of the ringings)和Fran.oisLeCoultre 所著《复杂钟表》(Complicated Watches)中就已经给出了详细的说明。”

尽管三问表的基本结构是沿袭自前人,但它毫无疑问仍旧是钟表单项复杂功能中的翘楚。独立制表大师Fran.ois-PaulJourne 说道:“如果以制表技术为切入点,三问是钟表学中除自鸣之外最难驾驭的复杂功能。”Philippe Dufour 是当代三问自鸣手表的第一人,他认为三问表之所以不易制造,是因为它相比于其它机械表有更多的零件需要制作和调校。一款最普通的机械表机芯只需要100 枚左右的零件,而三问表的机芯则是由超过300 枚零件组成,制表师不仅仅要将它们组装起来,还必须在有限的空间内让这300 余枚零件协同工作,发出悦耳的声音。

在Philippe Dufour 的工作室,一款大自鸣三问手表的制作需要大约9 个月的时间。而在一些大公司,很多部门和制表师合作才能制作出一款三问表。三问表的复杂,从某种程度上讲并不是每一个零件,如弹簧杆、螺丝、齿条、棘爪、音锤、音簧的复杂,而是将所有这些零件组合在一起发起的综合挑战。因为每一枚零件都存在着微米级的误差,将它们相互连接,累积的误差就会影响到报时系统的运转,所以必须通过手工进行调校,去除精确数量的多余材料。

独立品牌Speake-Marin 以能够制作三问手表为荣。品牌创始人兼CEO Speake Marin 说道:“三问表对于制表师的要求不仅仅在技术方面,同样还要求他们能够对声音有正确的理解,并能在音簧上表现出来。装配过程中的每一道工序都要做到完美无缺,音锤敲击音簧时的速度与间隔要一致,敲击声音要清脆悦耳,并且要保持整个过程的流畅。此外还有整体感官上的刺激——你在启动三问报时功能时的触觉,音锤有规律敲击音簧带给你的视觉,对衡量三问表的好坏都是不可或缺的因素。”

Speake Marin 的所谓“每道工序都要做到完美”其实只是一种感性的描述。当我们面对极其精密、珍贵的器物时,自然会谨小慎微,生怕因一点小的疏忽影响最终的结果。事实上,Speake Marin 并非夸大其词,因为并不是每一枚三问表在组装完成后都能发出理想的声音。朗格技术研发总监Tino Bobe曾对笔者讲过:“有时你确实能够遇到声音不好的三问表,你也不能肯定这是什么原因造成的;而之后你听到效果比较好的,也未必能找出真正的原因。”从某种层面上,一款优质的三问表的诞生蕴含着感性和戏剧化的色彩,它和制作者的经验和天赋有关。正因如此,很多制表师才会将三问表当成是一件乐器,而非一板一眼的机械制品。

2此时无声胜有声回顶部

此时无声胜有声

在瑞士制表行业到底有多少家表厂能够独立研制三问表?这个数字很可能不超过10 家,更多的企业会从诸如ChristopheClaret 这样的“发明者”手中购买或者定制三问表机芯。

制作过西敏寺大教堂三问的Christophe Claret 先生本人显然对三问表非常有发言权。他说:“三问表的制作过程没有最复杂的部分,因为每个部分都很复杂。你可能拥有最好的音簧,也知道如何进行调整,但如果音锤敲得过重或过轻,也会影响这款表的音质;同样,你注重了表壳,使用了共鸣效果最好的材料,但如果音簧的工艺不理想,声音依旧不会正常。所以好的内部空间,好的零部件,好的制表师都具备了之后,好的三问表才能生产出来……在不同的方面找到平衡,这其实是一个很难的过程,这个过程只能一个人去操作,而这个人必须是一个杰出的制表大师。”

和怀表时期相比,如今的三问表在技术上已经取得了突破,但基本的设计和技术原理还是一样的。最大的挑战在于尺寸的变化,必须考虑到如今的三问手表的机芯只是怀表时期的几分之一(直径厚度都减半),对零件精度的要求也大幅提升,这也使得三问表必须改变传统的纯手工制作方式。再就是新型材料,如合金(音簧)的应用使得三问表的制作过程变得更加复杂。

包括Philippe Dufour 和Speake Marin 在内的很多位业内人士都表示,CAD 软件和CNC 数控机床等现代技术手段的运用,从某种程度上降低了三问表的制作难度(但不包括音簧的制作),零件的制造效率和精密度也随之加强,制表师只需进行最后的组装、调校即可(过去的制表师需要手工制作三问表的零件)。可即便如此,也只有极少数的制表师能够胜任。据Speake Marin 估计,整个瑞士制表行业只有大约15 位制表师具备研制三问表的能力,每家表厂一到两人。即便将范围扩大到装配环节,具备问表专业知识和经验的人可能也不会超过100 位。

随着高科技的越来越普及,有能力制作三问表的品牌日渐增多,看似难度比以前降低了,但是仍旧需要花费比较久的时间——“研发一款三问表平均需要5 年,制造零件大概需要1 年,之后6 至8 周制表师将所有零件进行组装。”雅典是最早生产三问手表的品牌之一,目前也仅有3 位制表师拥有足够的知识和经验去生产品牌的“看家作”,还有两名在培训中。“针对我们的亚历山大大帝西敏寺陀飞轮手表,即便是最专业的制表师也需要两个月左右的时间对机芯进行组装,而且是在音簧、表壳都已经做好,声音已经测试完毕的前提下完成的。如果一位制表师在(组装)之前的步骤中出现了失误,造成问表的声音不完美,他只能重头开始他的工作。”

3三问表的好声音回顶部

三问表的好声音

三问表最重要的就是声音,声音是三问表的灵魂,也是一款好的三问表得以升华的资本。然而对声音的好坏却是众说纷纭,莫衷一是。每个品牌都宣称自家三问表的声音很好,却从没有一款三问表被公认为超越其它所有三问表的声音。普遍的观点认为百达翡丽三问表的整体表现最为出色,它的出色是建立在无数表迷的亲身体验以及与记忆中的声音反复对比之上。但世界上又有多少人能有机会同时倾听多款三问表的声音呢!

判断三问表声音的好坏主要根据4 个因素,即音量(Intensity)、音色(Tone)、音调(Tonality)和音长(Deadening)。音量指声音的大小;音色是声音的特色,如乐器A 和乐器B的音色是不同的;音调即声音的频率,频率越高,音调就越高;音长是发声过程中声音持续的长短。这其中,音色是由音簧本身的形状、材质、硬度以及音锤敲击的位置决定,音长取决于音锤敲击的频率、速度,音调涉及音符的选择、和声质量以及声音的纯度;而音量则是综合的体现,包括音簧材质、音锤敲击音簧的力度、振动在表壳内的传递、空气的共鸣的效果以及表壳的穿透性。

在制表业打拼多年的Philippe Dufour 与三问表有过很多次的亲密接触。他个人比较喜欢百达翡丽和江诗丹顿三问表的声音,他还提到去年芝柏新推出的一款三问表,声音也很优美,但是因为没有同时将这些手表放在一起比较,所以无法排出名次高低。安帝古伦钟表专家Julien 认为:“三问表的声音没有一个绝对的判断标准,这与判断一个人美或者不美是同样的道理。但是三问表的声音还是能听得出好坏的,比如出现在去年11约我们日内瓦拍卖会上的爱彼和雅典的三问表……首先要清脆、响亮,没有杂音,同时音阶的旋律组合要和谐、动听,再就是控制音锤敲击的速度快慢适中(经由调速飞轮控制)。你去听三问怀表的报时声,有的是叮叮叮叮,有的是叮~叮~,我个人认为后者的音效更好。而有些表在启动的时候调速飞轮的尾链噪音过大,影响了报时的效果。”

相比于现代的三问表作品,独立制表人Kari Voutilainen更喜欢制作于上世纪三四十年代的古董三问怀表。“当时有一些表厂是专门生产这种问表机芯的,它们会将机芯主夹板固定得非常牢靠,这样可以更好地传递振动,而不只是簧的声音。当音锤敲击音簧的时候,音簧振动并将音波传递到夹板,而表壳恰好形成一个盒子,将振动产生的声音扩大。表壳的材质也与声音有关,需要更薄更硬的材质,就如同贝壳。”

4音簧——声音的源头回顶部

音簧——声音的源头

所谓三问“打簧”的基本原理,是通过一个弹簧杆对音锤(Hammer)施力,并推动音锤敲击音簧(Gong),之后经过一个复位弹簧杆将音锤与音簧分离,让音簧自由振动,发出声响,再通过表壳的共振将声音扩大。作为三问表的核心部件,音簧的材料和制作工艺充满着神秘的色彩,保密级别很高。据笔者了解,三问表的音簧只能依靠车床手工制作,不能用数控机床加工,所以无法实现工业化生产,目前三问表的音簧基本都是家庭式的作坊在做。

传统的音簧大多是基于钢的合金制成的,被牢牢焊接到块状基座上,基座再与机芯的基板相连。而宝玑则拥有一项独树一帜的黄金音簧技术。宝玑申请过两项关于问表音簧材料的专利,分别为2008 年4 月2 日申请的瑞士专利CH20080000492 和2008 年4 月4 日申请的瑞士专利CH20080000520,发明人都是Jerome Faver 和NakisKarapatis。这两项专利有着密切的相关性,是同一个事物的两个方面,前者通过试验提出了金质音簧比传统钢制音簧的发声效果优越30%,而后者则给出了这种金质音簧具体的实现方法——通过最高科技的处理方式,使金质音簧成为金属玻璃(metallic glass) 的形态。

所谓金属玻璃,就是指无结晶(原子不按规律排列)的金属,以正常(结晶)状态的金属相比,金属玻璃具有特别优异的性能,在受力产生形变后更容易弹回至它的初始形状(有记忆性),同时防磁性能也更优越,因此被用于制作高尔夫球杆的杆头和穿甲弹的弹头。宝玑用金属玻璃制作音簧,算是开了业界的先河,为了避免结晶产生,需要以每秒钟一万亿摄氏度的速率对金属进行快速冷冻,这种高科技极冷玻璃化的金质音簧的发生效果比传统钢质音簧提升了30%。

值得一提的是,宝玑在研制音簧的过程中,对多种材料进行了试验,包括黄金(yellow gold)、灰金(grey gold)、红金(redgold)、铂、钯和银。测试结果证明黄金是最理想的音簧材料,因为它在人耳可接受的音频范围内(1KHz 到20KHz)可以产生最高的11 个可听分音,可听分音的数量越多,相应材质的音簧效果就越好。其它材料如红金和灰金可以产生约10 个可听分音;铂和银可以产生9 至10 个可听分音;钯可以产生9个可听分音;而传统的钢制音簧只具有7 个可听分音;金刚石(钻石)的4 个可听分音已经可以忽略不计。宝玑对于产品的要求是在可听范围内至少可以感知8 个分音,不追求最高的分音是为了避免两个分音过于接近会让人感觉刺耳。在音簧制作完成之后,制表师将通过对其尾部进行锉削处理调整发声效果。

5闻弦歌知雅意回顶部

闻弦歌知雅意

2012 年,卡地亚发布的首款三问表——浮动式陀飞轮三问,堪称是品牌历时5 年的声学研究的结晶。卡地亚的研究成果表明:音簧的重量占整个三问表的比例越高,发出的声音效果越理想(换言之表壳要尽可能轻)。另外与传统的圆形音簧相比,方形音簧与音锤的接触面积更大,产生的振动更强,在振动过程中,可以确保音锤有规律地敲打在音簧的同一部位,保持音调的一致性。

提到音簧,制表大师Fran.ois-Paul Journe 绝对是一个无法回避的名字。他发明的刀刃音簧完全颠覆了宝玑大师确立的经典圆环状音簧结构,而将其变为弯曲刀刃状的双层复合簧片结构,每个簧片厚度只有1 毫米,既提高了声音清脆度和响亮度,同时还减少了音簧占用的空间,有助于将机芯做大。F.P Journe 的刀刃音簧就如同一把真正的刀刃对准了每一位钟表爱好者和收藏家的心房。

包括刀刃音簧在内,F.P Journe 的Repetition MinutesSouveraine 总共有9 项技术专利,并且这9 项专利都是在同一天申请的。它们各司其职,对应多个技术领域,如问表的动储显示、灵活简便的报时机构、启动状态下对走时系统的保护、控制三问表只报刻、分不报时的设计(两问和三问灵活调控,专为在一小时内数次看时间所设计)、减薄问表机芯厚度的设计、问表调时锁定保护机构,每一项都是基于实用性角度的开创性发明,充分体现出大师的匠心,足以在钟表史上留名。

在音簧设计方面,还有一项为人所津津乐道的创新来自于积家发明的“水晶音簧”。该音簧采用独特的合金材料制造,一体成型,音簧的横切面为方形而非圆形,使之与音锤接触面更加大,改善敲击质量。我们知道,三问表通常是依靠表壳的振动来扩大音量,而积家则采用了一种另类的扩音方式,将音簧与涂在蓝宝石镜面下的一层金属箔以特殊的焊接技术相连,令整个蓝宝石表镜与之一起振动,将声音传出,充当了三问表的“扩音器”。

6大教堂的钟声回顶部

大教堂的钟声

能够发出类似教堂鸣钟般悠扬声音的大教堂三问(Cathedral minute repeater)无疑是问表中的高端产品。大教堂三问表的原理并不深奥:普通的三问表的音簧都是绕机芯一圈(两簧的三问表有两圈音簧),而大教堂三问表的音簧则是绕机芯接近两圈(两簧的三问表有近四圈音簧),长度超出了普通音簧一倍。它就好比是钢琴的琴弦,琴弦的长度越长,振动发出的声音就越浑厚,持续的时间也就越长。

在钟表行业中,对“大教堂声音”并不存在一个统一的判定标准Christophe Claret 说道:“一个品牌一旦创作出了属于自己的三问表声音,就会以此为基准,在日后的生产中进行参照。每个品牌都有自己的秘密,每个制表师对声音也有自己的品位和调整方式,很难相互效仿。所以基本上只要是双圈音簧,声音比普通的三问表来得更加持久、浑厚,仿若教堂钟声,都可以被冠以‘大教堂’的美名。”

增加音簧的长度和圈数以达到让声音更悠扬的目的,在怀表中是非常顺理成章的想法,但换成空间更为狭小的手表,就会面临比较多的问题。比如说,音簧加长,振动幅度加大,有可能导致音簧与机芯夹板、零件及音锤发生相撞,影响发声效果,并且更容易受磁场影响。因此,大教堂音簧在博物馆级的怀表中较为常见,而在手表中却凤毛麟角。每一款大教堂三问手表都是对音簧制作工艺的严峻挑战。

前年,宇舶推出了品牌的首款三问表,它的音簧采用的就是这种“大教堂式”的加工方法。宇舶的技术研发总监Mathias 透露说,目前瑞士只有三家工厂可以生产大教堂音簧,宇舶是其中之一(宇舶表厂虽然起步较晚,但在材料研究方面保持领先),而其它表厂所使用的三问表音簧大多是由瑞士一个独立工作坊提供的。”2006 年,宝玑曾经申请过一项大教堂音簧专利EP20060121237,这项专利的关键在于改变了传统音簧的固定方式,由一端固定改为两个支点固定。传统观念认为,只固定音簧的一端有利于其振动发声,而两端固定则会造成音波相互抵消。但宝玑通过实践,发现将音簧的两端固定至机芯基板,虽然会降低音簧的振动幅度,但有可能使音波叠加并提高传输率,声音的质量和音量实际上得到了改善。该项专利从理论转化为产品还需要进行精确的计算,通过代入音锤撞击点、音簧长度以及声波的传输速度函数,确定两个支点的理想位置。

安帝古伦的钟表专家Julien 心目中的表壳材质排名,钛和钢名列首位,其次是玫瑰金和黄金,它们比白金的效果好,白金又比铂金的效果好。但实际上品牌敲定表壳的材质未必一定是从性能出发,市面上白金和铂金的三问表不在少数,而不锈钢、钛金属和碳纤维材料其实是更好的选择,却不经常被使用。原因并不难猜到,三问表价格昂贵,给它配上贵金属的外壳也会让购买者感到物有所值,不锈钢的确声音好,但显得太廉价,太低档,心理上的这层潜意识让一众品牌“不得不”为问表披上了贵金属的外衣。

在我印象中,除了F.P.Journe 以外,找不出几家坚持使用不锈钢制作三问表表壳的品牌。Fran.ois-Paul Journe 制作过两款三问表,包括一款Grande Sonnerie 大小自鸣三问,两款都是不锈钢表壳。大师完全是出于对报时性能的考虑,舍弃了表现较差的贵金属。Julien 指出:“当客户付了一大笔钱之后,多数情况下他们会要求品牌做贵金属表壳,除非是很在乎声音的可能会选择钢表……手表毕竟不是机器,它的价格摆在那里,还是得跟市场结合,跟消费者的需求结合。”

7表壳——弦外之音回顶部

表壳——弦外之音

音簧并不是决定音质的唯一因素,和音簧相比,表壳的结构、材料和制作工艺也同样重要。三问表的表壳主要有两个功能,一是保护机芯,二是通过共鸣将声音扩大。不同的表壳,会影响音量的大小、持续的时间,甚至会阻碍声音的发出。三问表的表壳制作方式比一般的表壳要复杂得多,它的厚度和材料都需要特别对待,对表壳的形状和结构也有特殊的要求,需要兼顾到推杆的功能性和防水性,还要选择正确的方式将机芯安装在表壳中。有人讲,制作三问表的表壳就像是制作一架小提琴。

钟表爱好者对问表表壳的关注主要集中在材质方面。三问表都是单一材质表壳,因为几种材质混搭不利于金属的共振。通常来说,硬度越高、密度越低的金属越适合于做三问表的表壳。硬度高,意味着容易产生共振,也有利于将表壳做薄;密度低,意味着声音的穿透力强,例如钢的三问表就比金的声音响亮,钛合金又比钢的效果更好。不过也有特殊情况——950 铂金虽然比18K金更坚硬,密度也相差无几,但是音量却敬陪末座。有人指出铂金会吸收掉一些声音,当然可能还有更深奥的原因,没必要细究。

8空气与水的博弈回顶部

空气与水的博弈

前文中提到的宇舶大教堂三问表也是一款非常独特的产品,它集三问、柱轮计时以及陀飞轮功能于一身,音量却达到了普通三问表的1.5 倍至2 倍。一般的三问表要贴在耳边才能听清楚声音,但是这款三问表可以拿远一点听。究其根源,在于宇舶掌握了先进的碳纤维技术,用碳纤维材料制作的表壳和机芯基板,既轻薄,还不变形。同样尺寸规格的表壳和机芯,利用碳纤维材料的,会留有更充裕的内部空间产生更好的共鸣,有助于声音的传递。

Mathias 在介绍宇舶大教堂三问时多次引用钢琴来举例:“立式钢琴的声音听着比较沉闷,音量也比较小,因为它里面的空间小。音乐会上的大三角钢琴,由于里面的空间大,空气共鸣比较强,可以将音量完全释放出来。另外碳纤维本身就比金属表壳薄,就好比是有人在屋子里弹钢琴,墙越薄,我们在墙后面听得越清楚。”碳纤维还有一个优点就是只隔水不隔音。将现代的三问表和博物馆中200 年前的问表进行对比,200 年前的古董表密封做得不好,水很容易进去,导致机芯受潮。而现在,利用碳纤维防水性和隔音性相悖的特性,将声音传递出去,水完全进不来。很多高保真音响也开始采用碳纤维材料,与使用金属外壳的音响之间的差距还是非常明显的。

谈及三问表的防水性,就不得不提及百达翡丽于1988 年申请的一项专利。众所周之,水和灰尘是机械表的致命大敌,尤其是对于机构如此复杂的问表,而问表由于需要推杆对报时结构进行上弦和触发,所以像潜水表一样完全密封是不可能的。百达翡丽申请的问表专利CH672868,针对表壳上如何安置报时推杆进行了创新,提升了表壳的防水性能,值得一提的是,它的发明人是Laurent Ferrier 和Raffini marcel,前者的名字我们应该已经不再陌生。百达翡丽的这件专利对三问表表壳的设计有深远的影响,诸如IWC、ETA、宝珀、格拉苏蒂等厂家在日后十多年间陆续提出的问表专利中都参考并提及了这件专利的创新结构。而在CH672868 业已失去专利权效力的今天,百达翡丽又提出了另一项新的表壳设计专利。它的总体思路是在表壳上开一个小孔,在推杆启动三问报时功能时,会连带将小孔打开,报时结束后小孔关闭,同时经过密封圈的挤压保证齐防水效果。

近十年来,三问表的数量有所增加,但每一款都极具创新性,鲜有雷同或者山寨的作品。为了改善声音很多厂家采用了大量繁复高难度的解决路径,如试验新合金材料音簧的,增加报时发条动力,改进报时机构的调速装置等。而从解决技术问题的角度,对表壳进行改进增加开孔可谓是最简便和有效率的设计。

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品牌简介
  • 中文名:真力时
  • 英文名:Zenith
  • 发源地:瑞士
  •  

    真力时(Zenith)于1865年在瑞士创立,拥有146年的悠久历史,是瑞士四大真正的钟表制造商之一。真力时以优异的成绩走过了二十世纪,它共获得1,565项设计大奖,其中包括50多枚优质机械机芯。真力时的分公司从纽约到巴黎,从莫斯科到东京,遍及全世界。
    真力时的El Primero系列机芯是其最为突出的杰作,这些机芯全部在真力时表厂内研发制造,是世界上唯一振动频率达到每小时36,000次的量产机芯,走时精度达到十分之一秒。如今,真力时拥有了世界上最复杂的腕表之一,它是计时器、配备振动模式的闹钟、含日期显示、两地时间显示、当然还有三问功能。它配备有真力时先进的El Primero 4041机芯,表盘有11枚指针,拥有至少33项功能。