[历史]
约在十六世纪初发明时钟之初，用来消耗发条弹力的结构都是所谓的"钟摆",
是以链子系住用铁做的钟摆，并利用地心引力作为动力来源来走时，
这类时钟只能安放固定地方，例如高楼、墙壁上所挂的大钟，
并不适合做在随身携带的表上,
也不利于在摇摇晃晃海上做为航海钟用。
在17世纪后半叶，英国人虎克（Robert Hooke)发现了虎克弹性定律，
也就是 F=kx, 当固体材料受力之后，材料所受之力与变形量之间成线性关系。
也就是一个固体的受力和它的变形量成正比,
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然后荷兰人惠更斯(Christiaan Huygens)，
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就根据这的定律发明了游丝摆轮系统并申请专利，
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据说虎克因此对惠更斯大发雷霆，两个人对谁先发明游丝摆轮争论不休，
最后好像是惠更斯拿到专利，
因为虎克的仇人太多了，包括被苹果打到头, 人品恶劣至极的牛顿,
这些当做八卦看看就好，总而言之，这两个人的发明让整个钟表发展开创了新的一页。
虎克 vs. 惠更斯 请参考:
http://www.ticktockcolorado.com/musings-on-clocks/hooke-vs-huygens/
虎克 vs. 牛顿 请参考:
http://www.creative-wisdom.com/education/essays/others/shoulder.shtml
之后，身处大航海时代的英国, 在迫切需要精准航海钟的情况下,
开展了一场著名的航海钟竞赛,
而英国著名表匠 约翰·哈里森(John Harrison)的持续发展改良之下，
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将惠更斯的摆轮游丝系统缩小化后，花了将近30年的时间研究改良，
终于作出了划时代航海钟H4与H5, 至此游丝摆伦系统的形式被确立下来，
开始了更长远的改良精进之路。
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约翰·哈里森 请参考: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%A6%E7%BF%B0%C2%B7%E5%93%88%E9%87%8C%E6%A3%AE
[摆轮的演进，最大的敌人有三个: 温度、温度、温度]
1. 环形摆轮
早期的英国表的摆轮游丝系统是一个金属
的闭合光摆配合铁基做成的平游丝(蓝钢游丝)，
也就是荷兰科学家惠更斯发明的摆轮游丝钟的缩小版。
通常，高级的英国表的摆轮是由贵金属制造（k金）以增加摆轮的惯量，
可以达到走时准确的目的。
早期摆轮有个致命的缺点：对温度变化相当敏感。
摆轮是金属制造的圆形，温度变化导致零件尺寸变化，
温度升高直径变大，同时金属游丝变软，表就会明显走慢，
因此摆轮受温度的影响是非常敏感的。
1773年 Ferdinand Berthoud 发现，黄铜摆轮与钢制游丝，
在温度升高33摄氏度，就会每天走慢393秒，也就是6分半钟，
这对钟表的精准度打了相当大的折扣，
也是让当时钟表匠，因为材料上的限制而束手无策的重大问题。
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2. 截断式双合金温差补偿摆轮(Temperature compensated balance wheels)
早期由于游丝抗温差的能力不足，在环境温度提高时，
游丝的总长度变长、弹性变弱，会造成走时变慢；
相反的，当温度下降时，游丝长度变短、弹性变强，走时自然会变快。
在当时，没有高品质的游丝可提供制表师使用，因此必须从摆轮来着手改善。
在当时人们发现黄铜对于温度的传导与膨胀系数都高于钢，
容易受到温度影响而改变金属形状，
因此将钢与铜制作成一根金属条，在温度提高或是降低时，
金属条会明显的弯曲，这就是双合金温差补偿摆轮的制作原理。
在200多年前, 英国人 John Arnold 发明了截断式双合金温差补偿摆轮,
这种摆轮在外观上可以看见外侧三分之二是黄铜，而内侧三分之一是钢，
在两侧靠近横梁处各有一个缺口，
以便摆轮环方便移动。在温度提高导致游丝变长时，膨胀系数高的黄铜，
会压迫内侧的钢，造成摆轮环往内缩，
使摆轮的力矩变小而走时变快；另外在温度下降游丝变短时，外侧的黄铜会微缩，
造成摆轮环向外推移，使摆轮力矩变大而走时变慢。
如此一来一往的互补效应，让机芯的准确度维持在一定的速率，成功克服以往的问题
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3. 纪尧姆摆轮
在纪尧姆因瓦钢发明之前，他还发明了一种双合金温度补偿合金，叫做anibal,
用这种合金制作的摆轮就名为纪尧姆摆轮
因为后面纪尧姆又改良了他自己的发明，因此作为一种新材料，
在当时技术不成熟以致成本很高的情况下，
纪尧姆摆轮只短暂的用在当时欧洲最高级的表上才使用
可以这么说，在当时没有用纪尧姆摆轮的不一定不高级，
但是有用纪尧姆摆轮的一定是高级表
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4, Invor(Elinvar)摆轮
1920年, 任职于瑞士国际度量衡局的夏尔·爱德华·纪尧姆(Charles Edouard Guillaume)，
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开始了他对合金膨胀系数的研究，
他发现当镍含量在36%时，热膨胀系数出现了最低点，
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并因此发明了镍铬恒弹性钢(英文Invar或者Elinvar，常直译为因瓦钢),
这种在很大的温度差异下热膨胀系数几乎为零、杨系数恒定的合金。
这种材料不仅坚硬、耐腐蚀、热膨胀系数低，而且还具有很好的防磁性能，
是具有优异性能的合金材料
这种材料被用于高级钟表和计时器的制作上，
这使那些高级钟表和计时器的误差减少到了秒钟以下。
纪尧姆因为这个发现而获得了该年度的诺贝尔物理学奖,
这也是目前为止, 钟表界唯一得过的一座诺贝尔奖
使用Invor合金的摆轮， 再也不需要做温度补偿，
所以至此取代了截断式双合金温差补偿摆轮。
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5. Nivarox合金摆轮
材料进步的第二个高峰是在1933年, 由德国Dr. Straumann发明的Nivarox合金，
其中除镍外增加了其他元素，
含铁54%, 镍38%,铬8%,钛1%,硅0.2%, 锰0.8%, 铍 0.9%, 含碳小于 0.1%。
使用Nivarox的摆轮和游丝受温度影响的日差精度极限是0.3秒。
目前在swatch集团下，专门制造游丝的公司Nivarox，就是以这种合金为名
6. Glucydur铍铜合金摆轮
几乎与Nivarox同时发明的另外一种合金，
Glucydur, 由铍、铜 及 铁 (berrylium bronze)组合而成，
其优点是非常硬及稳定，耐变形，防磁，及防锈
自从Invor与这些新合金出现之后，新的合金容许单一物料摆轮，
因为摆轮无需再为温度影响作出补偿
使得摆轮不再使用双金属截断的结构，并取消了螺钉，
我们称之为光摆(smooth Glucydur balance)
光摆大大降低了摆轮的制造和调校的难度，
大幅度的降低了钟表的制造成本，又有轻巧节省动力的特性，
因此现在绝大多数的摆轮都是Glucydur合金制作而成的光摆。
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[摆轮的调校]
1. 光摆
早期光摆就真的只是光摆，透过快慢针调节游丝长度来校时，
到了近代，光摆会用机器或人工
在摆轮底下钻洞来调整
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2. 钉摆，或称莲花摆轮
钉摆则是透过在摆轮上面装设平衡微调螺丝，
来平衡摆轮(螺丝分为两种: 平衡螺丝和调速螺丝，
大小和功用不一样，平衡螺丝出厂后几乎不会动到，
调速螺丝则是进行微调时候使用)。
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在怀表时代，钉摆可说是百花齐放，极尽奢华之能事，
上面的螺钉最高级的会用到18K铂金与黄金，放在一起的确令人赏心悦目
我个人私心最喜欢还是莲花摆轮，因为它最具有古典气息，
虽然理性上现代摆轮性能较好，但是谁叫人类是一种懂得浪漫的动物呢(笑)
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3. 砝码摆轮
透过在摆轮上砝码的裂缝会减少该点的重量的特性，
转动砝码便可改变摆轮边的重量分配。
如一双相对的砝码以同方式调整，手表的日差便可被调整.
越多砝码指向摆轮外(裂缝指向摆轮中心)会增加摆轮的有效直径，
并减慢手表的时间. 砝码也可独立调整以用作平衡 摆轮本身.
此设计通常只有高级品牌在使用，例如PP, AP, A.Lange等
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4. 惯性螺丝微调摆轮
透过转动螺丝或调整砝码的方向，可改变摆轮的惯性，精准的调整摆轮的快慢
其调校的精准度可以达调整的精密度可达1、2秒，为Rolex的招牌摆轮。
在近期有更多表厂跟进使用惯性螺丝微调摆轮 + 无卡度游丝的设计，
例如Omega, Panreai, 积家与宝玑
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5. 其他摆轮
在19世纪前的船钟，有各式各样的摆轮，这边就不一一阐述，
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而现代也有不是圆形的摆轮，
例如积家在2015年出品的跳秒表，其摆轮就是工字形，非常特别
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[摆轮大小]
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摆轮直径大小与摆动频率为正相关，
越大的摆轮通常频率就越慢，越小则频率越快
目前现代表普遍都使用小摆轮，因为频率越高每次摆动切分的时间就越小，
根据机械学原理，摆频提高，其摆幅随输入力矩的变化比率降低，
也即发条放松期间输出力矩的变化,
以及手表随人体运动造成的冲击力矩和位置变化带来的摩擦力矩变化,
对摆轮的摆动幅度影响减少，对表走时精度的影响就相应减少.
再者，由于摆动周期短，
利用传统的变动游丝有效工作长度方式调节摆频就更为容易
简单说就是对于佩戴时外界的干扰，例如震动，方位差，地心引力等，
高振频的表受到的影响更少，也就会越精准，
但是相对的因为频率变快，相对的消耗较多的能量，
导致在使用同样发条的情况下，走时时间会下降，并且会加速零件的磨损。
以前在怀表时代因为都放在西装口袋里，
并不会像手表一样受到太多外界的干扰，因此怀表普遍都是低振频的,
振频从每小时 3,600次、7,200次、14,400次、18,000次为主,
而现代钟表振频则为18,000次、21,600次、28,800次、36,000次到72,000次为主
[结论]
经过了多年在材料科学上的努力，我们现在已经有几乎不受温度影响的精准摆轮可用，
每一秒误差的减少，都是多少前人努力付出下达到，让我在看着摆轮稳定的摆动时，
想像著当年虎克与惠更斯吵架的身影(咦?)