大本鐘為什麼會沉默不響了?

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Image caption 工人們擦拭伊麗莎白塔的鐘盤;2017年開始的這次整修將會是歷史上規模最大的整修工程之一(圖片來源:Getty Images)

150多年來,大本鐘(Big Ben, 或譯大笨鐘)的四塊巨大鐘盤俯視整個倫敦——它見證了五個君主、23位首相和兩場世界大戰。大本鐘甚至在二戰中倫敦大轟炸中都按時鳴響,它堅守日常秩序,讓鐘聲穿過德國的炮火轟擊,鼓舞了英國人的士氣。

不過明年,大本鐘將安靜數月,因為它將經歷歷史上最大的幾次整修工程之一。

這不是大本鐘第一次停擺。1976年8月,它安靜了九個月,原因是支撐結構出現金屬疲勞,導致其中一個鐘錘失去控制,那是大本鐘歷史上首次、也是唯一一次因故障而停止運轉。2007年,大本鐘曾進行過計劃維護,當時停止運轉七周。

這次將在2017年初開始的耗資2,900萬英鎊的整修是確保大本鐘再運行至少150年的最佳保證。

位於英國議會大廈北端的伊麗莎白塔上的時鐘是律師、鐘表業餘愛好者愛德華·貝克特·丹尼森爵士(Sir Edward Beckett Denison)設計建造的。它代表了時鐘設計的一次重大突破。

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Image caption 從上往下拍攝的大本鐘(圖片來源:Getty Images)

根據議會大廈專門負責鐘表的團隊的團隊成員伊恩·溫特沃思(Ian Westworth)的說法,建於1859年的大本鐘建是「時鐘之王,是全世界最凖確的四面時鐘」。

鐘樓的滴答聲

時鐘的核心部分是19世紀鐘表史上最重要的創新之一:雙三腳式重力擒縱裝置。

擒縱裝置是機械鐘轉化能量用於計時的一種裝置。它的驅動力來自彈簧或齒輪系所帶來的重力。

鐘擺每次擺動,擒縱裝置的齒輪就會松一格——使得齒輪系前進固定的距離。咬住下一格的聲音就是鐘的滴答聲。

鐘樓是對擒縱裝置的一種特殊挑戰,因為巨大的時針常常會受到風向的影響。在建造大本鐘之前,人們無法完美阻止這些外部因素通過機芯對時鐘凖確度造成影響。

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Image caption 近距離觀察時鐘機芯上的一個鐘盤(圖片來源:Getty Images)

多年間,鐘匠嘗試了數百種不同的方法,試圖解決這個問題。但是威斯敏斯特鐘的擒縱裝置——利用獨創的「重力臂」把鐘擺和外界隔開——是目前為止效果最好的。

150年後的今天,這座時鐘幾乎分秒不差,丹尼森的創新已得到了實踐的證明。

「這是一項獨一無二的發明,而在這以後的20、30、40年,鐘匠們紛紛啟用雙三腳式重力擒縱裝置,」劍橋大學負責維護三一學院一個類似時鐘的工程師休·亨特(Hugh Hunt)說,「到世紀交替時,整個英國有數千座這樣的鐘——每個教堂的塔樓和每個市鎮大廳都有。」

另一項關鍵的發明是4.5米長的巨大鐘擺,它的設計確保了時鐘不會因氣溫的變化而受影響。

普通的鐘擺,其鐘擺桿會隨著氣溫的變化而膨脹或收縮。這就導致擺動的週期發生變化,進而造成計時的誤差。

而大本鐘所使用的新型鐘擺由鋅和鋼的同心管製成,能夠彌補溫度的影響。這兩種金屬膨脹和收縮的速度不同,它們的連接方式確保了鐘擺的長度不會因為氣溫的變化而變化。

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Image caption 時鐘的凖確性還離不開負責日常維護的工人,這並不亞於發明者的作用(圖片來源:Getty Images)

不過,時鐘的凖確性不僅依賴於它的發明者,也同樣依賴維護專家。

觀察大本鐘

威斯敏斯特的鐘匠四人組要完成一項艱巨的任務:維護、上弦、修理和監管遍布英國議會所在地威斯敏斯特宮各處的2,000多個鐘。

自稱「偉大時鐘看守者」的史蒂夫·賈格斯(Steve Jaggs)說大本鐘是讓他徹夜不眠的一個鐘,「要是忘記給全世界最有名的鐘上弦,那你就等著國際媒體的冷嘲熱諷吧」。

時鐘的機芯位於鐘樓正下方,重約五噸,由三部分組成:推進四組時針的運轉輪系;拉動繩索讓時鐘每隔一刻鐘響一次的鳴響輪系;推動巨大鐘錘敲擊重13.5噸的巨大鳴鐘(又稱為Big Ben)的鳴敲鏈。

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Image caption 構造複雜的機芯帶動著這座全世界最負盛名的五噸重的時鐘運轉(圖片來源:Getty Images)

各部分的動力來自塔內壓在軸上的鐘錘,一周三次要有人來上弦。完成這個過程,首先要花15分鐘時間奮力爬完塔內由334級石階組成的螺旋形樓梯,然後花近兩個小時完成上弦。

運轉輪系由半噸的鐘錘提供動力,通過一個巨大的把手人工上弦。而鳴響輪系和鳴敲鏈分別由1.25噸和1噸的鐘錘提供動力,通過電機上弦。這是讓賈格斯和他的團隊心懷感激的一項發明:1912年電機安裝以前,這些輪系需要兩個人花五個小時來上弦。

該團隊還要檢查時鐘計時是否凖確,必要時還會進行一些細微的調整,具體方法是在鐘擺的肩上放置或拿掉幾枚老便士硬幣。一便士可以在24小時內把時鐘調快五分之二秒。

除了這些日常的檢查以外,真正的維護機會是夏令時調整時對時鐘的校調。甚至在那個時候,也只有短短幾個小時的時間。即將到來這次整修是20世紀80年代以來最長的一次。

時間的鐘聲

會發現任何嚴重的問題嗎?大概不會,除了最近對時鐘狀態的警告以外——包括一份洩露的2015年下議院報告說明巨大的時針有脫落的危險。「這些時鐘通常可以用很長時間。因為設計得很好,所以很少出問題,」亨特說。

修複過程一開始會圍著鐘樓建造巨大的自承重腳手架,建造大約需要六個月。

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Image caption 四個一刻鐘鳴鐘中的一個(圖片來源:Getty Images)

腳手架完工後,就要進行工程中最扣人心弦的一步:取下巨大的鑄鐵鐘盤——每塊鐘盤直徑7米,包含312塊精巧的坩堝熔制乳濁玻璃。「每塊鐘盤上都有生鏽的跡象,」 賈格斯說,「我們會逐一取下這些鐘盤,運往工地以外的地方,進行修補,保養,再用x光檢查,最後再送回工地,裝回原位。」

在簾幕的後面,威斯敏斯特的鐘匠會拆解機芯,檢查每個樞軸、軸承和輪齒。時鐘的原本的組件大部分都能保留下來,不過用來懸吊鐘錘和纜繩連同鐘擺的懸置彈簧會被更換。

該團隊還會檢查並修理愛爾頓之光(Ayrton light)——塔頂的巨大燈飾,當時應維多利亞女王的要求而安裝,在議會開會時點亮。

這也是首次使用先進的非破壞性測試技術檢查時鐘、鳴鐘、支撐結構,找出需要修理的碎裂處和壓力造成的縫隙。

但是有一處是不需要修理的,那就是1859年首次鳴鐘後不久大本鐘就出現的一處裂縫。由於鐘錘力量過大,這一齣人意料的美中不足微妙地改變了鐘的特點——有人認為這是大本鐘獨特鐘聲的關鍵因素。

如果一切按照計劃順利進行,大本鐘的鐘聲會在未來至少150年內繼續響徹整個倫敦。

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