制作水漏时钟

“克拉克先生,现在几点了?”其实没有时钟的不只是水果店,因为那个时代,需要在一定的时刻集合一起做事的,只有学校或教堂而已。居民只要日出而起,日落而息就可以了。马车在出发前会吹喇叭,上课或教堂开始礼拜也都是以鸣钟通知。所以,普通人家不必置备时钟。这种麻烦的东西,只要教堂、学校和驿站置备就行了。

当时的时钟大多是沙漏时钟,克拉克药局里也有一具。沙漏时钟是将装有沙的容器上下叠置而成。沙通过两容器间的细管,从上方容器落入下方容器内。沙漏时钟的主人每天早上听到学校的钟声一响,就把下方容器内的沙全部倒进上方容器内。沙开始流动,在下方容器的刻度上表示出时间。

牛顿仔细观察着克拉克药局的沙漏时钟,发现了种种问题。他想,水漏时钟会不会比沙漏时钟好呢? 沙漏时钟很难使沙流的速度维持不变。上方容器内的沙量多少,足以影响沙的流动速度。量多时,沙粒间相互强力挤压,影响了流入细管内的速度,量越少,沙漏时钟内的沙流动就越快,这是很大的缺点。水漏时钟似乎比较精确。只要尽可能开一个非常小的洞,让水一滴一滴地匀速滴下来,上方容器中水的多少对速度几乎没什么影响,时间会比较精确。

“我想做水漏时钟,这个箱子不用的话,能不能给我?”牛顿指着他早就注意到的空木箱,向克拉克夫人询问道。

“水漏时钟? 不是沙漏时钟吗?”

“是的,原理和沙漏时钟一样。”

“你发明的吗?”自从制作了白老鼠转动的磨粉车以后,牛顿便被公认为是发明家。

“不,不是我发明的。是在书里看到的,是几千年前就有的时钟。”克拉克先生有许多藏书,牛顿借读的时候知道了水漏时钟的事情。

“你要做古代的时钟?”克拉克夫人完全不懂牛顿的想法。

“可能比店里的沙漏时钟要好呢。”

“哦,真的吗?”牛顿向克拉克夫人讨来了差不多有自己那么高的细长木箱后,请斯托瑞帮忙,搬入二楼的房间,开始制作水漏时钟。水漏时钟需要上、下两个水槽。牛顿把木箱竖起来,在箱内较低的地方,做了两个上下重叠的水槽。上槽底开一个小洞,在上槽装入的水,就一滴一滴地滴入下槽中。

牛顿没有在下槽做表示时间的刻度,却在下槽中放置了一块几乎盖住了整个槽面的木板,下槽中积了水,木板就会往上浮升。他又在这块木板的中心,竖立了一根把手似的长木棒,将它牢牢地钉住。当木板往上浮动时,木棒也就跟着上升。牛顿是想利用这根竖立的长棒,转动钟盘上的指示针。接着,牛顿开始着手制作数字圆盘。他在木箱外表较高的地方画了一个圆圈,然后在圆圈上标示刻度和数字。他又在圆圈中心开了一个较大的洞,嵌入钉上指针的圆柱。当然在箱后面木板上的同一位置也开了个洞,以便放置圆柱的后端。圆柱由前、后两个洞支撑住,指针就在数字圆盘上指向刻度。

他用手指转动,指针与圆柱就一齐转动了。

“这样就好了。”牛顿在即将燃尽的蜡烛旁边,点燃了一支新蜡烛。牛顿在下槽浮板上直立的长棒上端钉上铁钉,再把细绳的一端紧系于钉头上,另一端绑上一块小石块,挂在钉上了指针的横向圆柱上,由于石头下坠的力量,细绳紧紧附着圆柱,向下垂直。

“已经完成了。真好!”牛顿向窗外一望,天已微明,不知不觉熬了个通宵。牛顿用手按着数字圆盘上的针,想要转动,他觉察出这次与刚才不同,因为细绳与横向圆柱摩擦使指针很有分量。

牛顿非常满意,开心地笑了。他躺在**,等待教堂的钟响。

“当当当当当当……”钟声响起,牛顿马上从**跳下,很快地把水装入上槽中,把指针向六点,这一天正好是星期天。牛顿随着克拉克夫妇和斯托瑞到教堂去做礼拜。因为惦记着水漏时钟,牛顿一会儿唱错歌词,一会儿四处张望。

礼拜完毕,牛顿撇下克拉克一家,飞奔回药局。指针正指着七点二十四分。

“妙极了!”对于牛顿,没有什么比这个更令他高兴的了。这个新设计的时钟,能正确指示时间到“分”的程度,是沙漏时钟绝对无法办到的。兴奋的情绪略为平静之后,可以听到微小的水滴声,那是水滴在刻画时间的声音。牛顿不禁凑起耳朵静听。

“艾萨克,你怎么了?”斯托瑞喘着气跑进来。

“终于完成了我的水漏时钟。你看,现在是七点二十九分了。”牛顿的手指按在钟盘上,小心地读出时刻。斯托瑞佩服地望着他。没过多久,牛顿的水漏时钟在镇内就出了名。连没有必要知道时间的人,也跑到药局的二楼来参观,史托克校长也来了。所有的人都赞叹不绝。

最有趣的是,赶集的那一天,克拉克药局里来观赏白老鼠转动的风车和水漏时钟的人络绎不绝。参观者带来了玉米、小麦等饲料作为礼物,他们爬下小阁楼后就在药局买药,药局的生意前所未有地兴隆。

一两个月后,牛顿的水漏时钟发生了不正常的现象,时钟的时间越来越慢了。牛顿动了好几天的脑筋,终于找出了原因。原来是上槽槽底的小洞积聚了水中的污垢,导致流速减弱。牛顿怎么也没想到,他所做的沙漏时钟和水漏时钟的研究,会在三年后被公开地介绍。

牛顿的中学时代是多姿多彩的,虽然他在一些人的眼中仍有些呆笨,但他不凡的才能越来越多地展示出来了。