谁证明了地球自转

提起地球的自转,在科学技术高度发达的今天,它是一个不容置疑的真理,但如果让人们对此作出证明,或许这并不是一个简单的事情。对于人类初次作出的对地球自转的证明来讲,曾发生过下面一个故事。

16世纪时,“太阳中心说”的创始人哥白尼曾依据相对运动原理提出了地球自转的理论。可从他提出这一理论后的相当长一段时间内,这一理论只能停留在让人们从主观上接受的水平,直到19世纪才被法国的一位名叫傅科的物理学家,用他自己设计的一项实验所证实。

傅科是用一种特殊的摆来进行实验的。这个摆由一根长60余米的纤细金属丝悬挂一个27千克重、直径约30厘米的铁球所组成。当时人们把这种从未见过的“超级摆”称之为“傅科摆”。

1851年的一天,傅科在法国巴黎万神庙的圆顶上将他亲手制作的傅科摆吊上,让摆在广场上悠然自得地摆动着。这时,成千上万人前来观看这一奇妙的实验。随着时间一分一秒地流逝,他们发现了奇迹,那就是摆在悄悄地发生着“移动”,并且是沿顺时针方向发生旋转。有的人在摆动开始时,明明看到摆球运动到自己眼前,又荡了回去,可经过一段时间后,摆球竟离自己越来越远。这对于围观的人们来讲,他们通过对现象的观测都得出这样的结论,眼看着自己没有移动,那一定是摆平面发生了“移动”。

其实摆动的平面是不会发生移动的。我们知道作为一种物质运动形式,摆是无法摆脱地球自转的。傅科选用较长的金属丝,是为了让摆动的时间达到足够的长度,这样便于观察摆动的变化,同时选用较重的摆球,是为了增加摆本身的惯性和动量,以克服空气的阻力,一旦它摆动起来,作为一种运动状态,有滞后于地球自转的惯性,即能够减少地球自转的影响。知道了这一点,我们就不难分析,由于地球的自转,每一个观测者都被地球带着运动,尽管观测者站在原地没有动,可脚下的地面是动了,也就等于把观测者悄悄地带离了原地。因此,真正没有移动的是摆动平面。

傅科摆的摆动作为地球自转的有力证据,现已为世界所公认。我国北京天文馆的大厅里就有一个傅科摆,一个金属球在一根系在圆穹顶上的长长细线下来回摆动着。下面是一个刻着度数的像铁锅似的大圆盘,人们可以由此读取摆动平面旋转的度数。前去参观的人们都喜欢在这里停留一段时间,亲眼看一看地球是怎样自转的。