人们就开始考虑在重力原理上的应用。人们将一重物坠在一条绕在轴上
的弦线的下端，该重物在重力的作用下开始下降，从而带动轴旋转，这
样，安装在轴上的指针就可以指示时间。这一方法要求该计时器的指针
在12 小时或一天中以恒定的速率转动一周。大约在14 世纪的时候，人
们发明了“棘轮装置”。该装置由齿轮及与其啮合的转动轴构成，并允
许齿轮在一定的小范围内运动，从而使各个齿轮与之发生均匀而有序次
的啮合，该齿轮可帮助转动轴以恒定的速率旋转，缓慢地在全天中进行
计时。
即使是最好的重力计时器也会在一天内出现一刻钟左右的误差，因
此必须定时地根据“日规”进行修正。这种计时器从一般情况来看已经
够精确的了，不过，对于某些科学实验来说，它还存在一定缺欠，这些
实验中的某些现象往往只发生于“一小时”中的某些特定时间段里。
1581 年，在教堂工作的伽利略（当时他只有17 岁）发现教堂的吊灯
在气流作用下不时地以不同的摆幅摆动，他还发现无论摆幅有多大，吊
灯的摆动频率总是相同的。他测定的依据是他自己的脉搏（其实一个人
的脉搏是随他本人的运动状况和当时的心情而变化的）。伽利略到家后，
他将细绳悬挂的重物以不同的摆幅摆动，从而发现了“单摆定律”（单
摆一词源于拉丁语，意思是“悬挂”或者“摇摆”）。
根据这一定律，单摆可用于制成钟表中较大周期运动的齿轮，不过
该装置存在两个缺点：其一是单摆的来回摆动必须保持持续性，其二是
这一摆动不可能是完全周期性的。
1656 年，一位名叫奥瑞斯绨恩·海更斯的荷兰物理学家发现了一种
发生在曲面上的单摆运动，并称之为“摆线”，其摆动周期是恒定的。
他还制造出一种工具，利用重力给钟摆一个足以使它保持无间断地摆动
下去的推力。
海更斯发明的摆钟是第一种能精确到足以供科学实验使用的计时工
具。这种摆钟可以将1 小时平均分为60 等份，即精确到“分钟”级，同
时它还是第一种拥有两个表针的钟表。当指针转过30 度时，分针正好转
过一整圈，而这段时间恰恰是1 小时。以后，人们又制成了可以将一分
钟精确分成60 等份，即精确到“秒”的钟表，而第三个指针，即秒针也
出现在表盘上了。
到今天，即使小于秒的数量级也已经可以精确测出，这的确是几代
人不懈努力的结果。
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