如何在一个万年钟厂

由:乔什·布里格斯

万年钟的原型目前在伦敦科学博物馆运作。查看更多惊人的钟表图片.
照片由罗尔夫霍恩提供长期基金会

随着新千年的临近,世界各地的人们都预料到与计算机系统崩溃。早期的计算机程序员没有编写使用四位数年号的软件,而是局限于使用两个数字来保持程序文件的小尺寸。然而,许多人怀疑世界的计算机基础设施是否会因为所谓的Y2K问题。在2000年1月1日不纠正,在午夜,这种做法会造成许多计算机相信的日期实际上是1月1日,1900年其结果是,在世纪之交前的日子是紧张的,因为人们等着看会发生什么。组织花费数百万美元纠正问题和Y2K来无影去无严重的问题。

如果Y2K向我们展示了什么,它暴露了人类如何短视有时。但并非所有人都拒绝向前看。早在20世纪70年代,一个名为丹尼·希利斯的计算机科学家已经不知道1999年在01996以后有什么摆在面前(这不是一个错字,因为你会在一分钟内看到),他有一个大胆的想法。希利斯,有条不紊向前思想家,想出了主意,创建一个能够超越世代的时钟。他的想法?设计一个持续时间提供下10,000年内时钟。例如,这篇文章发表在2009年,但希利斯的新的时钟,这将是今年02009.但是,除了增加一个数字给我们的日期,时钟将意味着这么多。

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现在龙的时钟,因为它的正式绰号,是为了能够我们这一代人与子孙后代连接的神器。没有人能作出准确说,全世界将看起来像在万年预测。因为有这么多的变数,希尔利斯和他的团队必须考虑到社会考虑条件下,本人类不处理。这篇文章解释了背后的设计和建设一个功能样机,并击穿具有超越时间的时钟的内部工作原理的思维过程 - 从字面上。我们将学习有关长今基金会的基本面和背后甚至考虑将在下一节这种时钟的原因开始。慢慢来。正如你会发现,没有必要匆忙。

需要长期思考

布莱恩·伊诺设计的万年钟在一万年的时间里永远不会重复发出相同的声音组合。
布莱恩·伊诺设计的万年钟在一万年的时间里永远不会重复发出相同的声音组合。
尼古拉斯·查特菲尔德·泰勒摄长期基金会

龙现在基金会希望人们在一切通过别人谁可以活千年看在眼里。换句话说,从步需要运行,运行,而不考虑你周围的环境方面的运行,并考虑到你的行动可以做的大画面了。

以地球的气候为例。全球变暖是一个经常引起各方争议的问题。但是,当人们试图想出快速的解决方案时,Long Now基金会表示,考虑目前正在发生的改变将改变未来世界的运作方式,这一点很重要。长期的思考让位于短期的利益。

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希利斯和他的同事们声称,如果人类能够以某种方式集体用长期的方法来取代短期的思维,世界将最终成为一个更好的地方,无论是现在还是未来。但人是视觉生物。对灯塔的需求——一个不断的提醒——往往是让目标坚持下去的唯一方法。

巨石阵就是这样一座灯塔。人们对其用途的猜测从纪念史前事件的天文台到墓地都有。虽然人们对英格兰南部神秘的石头结构知之甚少,但它一直是文化思维的一个永恒形象,超越了最近所见的任何东西。希利斯认为,现在漫长的时钟将是一个公共关系“今朝节”是对过去几代人的文化提醒,也是对长期思维的持续提醒[来源:品牌].

时钟象征着超前思维,但它的功能也比世界上任何其他时钟都要长。在下一页,我们将开始学习它的内部工作,以及Hillis在原型建造之前必须克服的障碍。

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建立10000年时钟原型

扭曲的钟摆为10000年的时钟创造了时间。
扭曲的钟摆为10000年的时钟创造了时间。
照片由罗尔夫霍恩提供长期基金会

当希利斯奠定了所有的时钟需要满足的参数,一些潜在的问题弹出。首先是如何构建它,所以它会一万年工作。它不仅需要工作了这么久,它需要准确的。此外,时钟的需求是普遍的,足以能够在未来被读取。谁在说人类将仍然使用在09234年的时间同样的措施?

当提出这些问题时,Hillis概述了一些基本原则:

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  • 时钟应该能够工作相对自由的定期维护和准确提供下10,000个年。
  • 时钟应该足够简单,如果世界回到一个没有现有技术的时代,维护就不会成为问题。
  • 对操作主体的仔细检查应揭示其操作背后的内部工作原理和主体。
  • 没有人临到时钟什么时间点的事情,它应该能够加以改进。
  • 如果需要的话,时钟的结构应该足够小,可以放在桌子上。[来源:长今基金会]

在决定电源和计时框架时,Hillis考虑了几个选项。每一种都有缺点。例如,使用水和风能会使机械结构暴露在这些元素下。潮汐重力变化、地震和板块构造运动以及地热能都是潜在的能量来源,但由于时钟需要做得足够小,以适合你的客厅,可伸缩性就成了一个问题。放射性衰变是可行的,但是人们会怎么想呢?电子产品可以为时钟提供动力,但如果电子产品只是一时流行呢?

Hillis最喜欢的给时钟供电的方法是让一个人用手给时钟上发条,以鼓励对设备负责[来源:长今基金会].但对于原型机来说,两个螺旋重锤安装在钟的两侧,类似于美国东部古老的钟塔上的重量-重力系统。螺旋重量滑下驱动管,以创造动力。一个扭摆控制时间和一个太阳同步器帮助保持准确性。钟摆不像手表那样滴答作响。手表每秒钟嘀嗒一声,而万年钟每分钟嘀嗒一声。长今基金会].

一个串行二进制加法器将时钟从钟摆转换到时钟表面的六个刻度盘之一。刻度盘代表年份、世纪、太阳(太阳位置)、月亮(月相)、地平线和星场。从表盘上,你可以破译时、日、年、世纪和千年。它被设计成任何偶然发现时钟的人都能读懂它。手册是设计的一部分。

虽然这是对原型构造的快速了解,但下一节将深入探讨10000年时钟的内部工作原理。继续阅读,了解更多关于机械二进制机制以及日内瓦驱动系统的信息。你可能会惊讶地发现,这项技术背后的逻辑是多么简单。

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万年钟的内部工作原理

想象一下,时间是09456年。当你爬进内华达州大盆地国家公园山麓的一个山洞(假设内华达州仍然是内华达州)时,你无意中发现了10000年的时钟。你站在60英尺(18.3米)高的地方,审视着这座科技雕塑,搔了搔头。这是什么?

这钟的确很醒目。这张表盘让你敢于放眼地球以外的地方。下面的快速扫描揭示了机器的核心。

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万年大钟的核心是一组复杂的运动部件,这些部件协同工作,不仅可以记录时钟的所有时间测量值,还可以记录其音乐库。由于控制钟声的独特算法,时钟在发出钟声时从不播放相同的音调。此外,由于时钟是一个二进制机械系统,它需要这是调节精确运动的有效方法。这就是日内瓦机制发挥作用的地方。

日内瓦驱动器是将有规律的旋转运动转化为不规则运动的系统。为了做到这一点,日内瓦驱动器使用一个缺口磁盘连接到一个输出轴旋转的转轮。旋转轮上的一根销钉抓住凹槽并将其旋转到规定的距离(以度数衡量)。两种类型的日内瓦圆盘或轮子是内部和外部。内部车轮包含驱动销内部,而外部车轮类似于星星,有部分切割,以允许旋转凸轮自由转动,直到销完成其360度旋转。

凸边使用一系列日内瓦轮和凸轮滚子由该二进制加法器的机制控制的。这些二进制加法器作出他们的计算,然后通过复杂的凸轮和销系统转换。

虽然机制看起来很复杂,但背后的科学却相当简单。因为时钟是机械式的,不依赖电子设备或其他外部电源,人们希望,将来找到它的人会看到它按预期运行。

原型时钟是由长期基金会资助的,它通过捐款和研讨会筹集资金,居住在伦敦科学博物馆。它在1999年12月31日开始,在千年之交之前开始滴答滴答[来源:莱姆利].尽管世界并没有停止在午夜,2000年1月1日运行,它没有得到在10000年时钟的第一偷看。那么在另一万年会发生什么?在接下来的页面中,我们将一起来看看。

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这钟经得起时间的考验吗?

Orrry使用与10000年时钟相同的机制来测量行星的运动。
Orrry使用与10000年时钟相同的机制来测量行星的运动。
尼古拉斯·查特菲尔德·泰勒摄长期基金会

原型证明了时钟的运行是可靠的,但永久时钟的尺寸要大得多——实际上有60英尺(18.3米)高,能够承受地震和基本的人类互动(但不会被破坏)。时钟的最终位置是在一座只有步行才能到达的山上。两个潜在的网站已经被调查过了,一个在亚马逊(Amazon.com)创始人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)位于德克萨斯州的房产上,另一个在内华达州的华盛顿山。

尽管时钟将依赖于人类的输入,但二进制数字机制的精确度在2万年的一天之内[来源:长今基金会].时钟是自动调节的。在阳光明媚的日子里,时钟原型会在中午使用内置的太阳同步器与太阳重新校准。在精确的时间,一个透镜聚焦一束阳光,加热并扩大复位机制内的金属带。因为机械速度很慢,每分钟滴答一次,所以工作部件不会很快磨损。事实上,这只钟在1万年里滴答的次数相当于机械手表在100年里滴答的次数。虽然许多手表可能不会持续那么长时间,但时钟是基于耐久性而制造的。

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因为时钟的六表盘的,它的设计是可读的,即使人们使用记录时间以不同的方式。月亮,太阳和星星都是一个普遍的常数。不像时钟作为著名的一个在议会的英国房子的钟楼,它会响称为每一天大本钟24次著名的钟(每小时一次),10000年时钟会响,每日一次。英国作曲家Brian Eno的设计,精心制作的风铃每次响独特的曲调。超过10,000多年来,钟声将敲响350万次,但永远不会声音一样的两倍。编钟本身是一个机械的创新。黄铜磬管围绕一系列阶段性日内瓦轮,其被关在调与逐行扫描的算法生成的每一天,独特的钟鸣响秩序。永久时钟的更大的版本将有铜铃[来源:长今基金会].

时钟可能只不过是一段对话。但即便如此,它也达到了它的目的。有关时钟和相关文章的更多信息,请访问howtuffworks.com,查看下一节中的链接。

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更多信息

HowStuffWorks相关文章

更大的链接

  • 品牌,斯图尔特。“现在已经很长了。”《长城基金会》(2009年12月3日)。http://longnow.org/about/
  • 布列塔尼亚历史。《巨石阵》(2009年11月21日)http://www.britannia.com/history/h7.html
  • Chabon,迈克尔。“ω的光荣。”Long Now基金会。2006年1月。(2009年11月21日)http://www.longnow.org/press/
  • 大英百科全书。“日内瓦机制。”(2009年11月22日)http://www.britannica.com/EBchecked/topic/229059/Geneva-mechanism
  • 时间机器〉《发现》杂志,2005年11月26日。(2009年11月22日)http://discovermagazine.com/2005/nov/cover
  • 长今基金会。“太阳系仪:10,000年度时钟”。(二零零九年十一月十七日)http://www.longnow.org/clock/orrery/
  • 10000年钟:原型1。(2009年12月4日)http://longnow.org/clock/prototype1/
  • 《10000年钟:钟声》(2009年12月3日)http://www.longnow.org/clock/chimes/
  • 长今基金会道:“一万年钟:原则。”(2009年12月3日)http://www.longnow.org/clock/principles/
  • 美国航空航天局。“2012:结束或为什么世界将一开始不是结束?”11月6日,2009年(2009年11月21日)http://www.nasa.gov/topics/earth/features/2012.html
  • 火箭,锈迹斑斑。《科学是果戈》。《万年大钟能拯救人类吗?》,2005年9月2日。(2009年11月19日)http://www.scienceagogo.com/news/10000_year_clock.shtml

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