傅科摆带我们进入观念世界：动的不是摆是地球_卫视频道

傅科摆带我们进入观念世界：动的不是摆是地球

2010年10月30日 17:17 凤凰网专稿【大中小】【打印】共有评论0条

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核心提示：傅科摆（Foucault pendulum）指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，从而有力地证明了地球是在自转，傅科摆由此而得名。

凤凰卫视10月29日《开卷八分钟》，以下为文字实录：

梁文道：我心目中最美的科学实验那绝对就是傅科摆，这个傅科摆并不是，大家千万不要误会，很多人以为那个傅科指的是法国的哲学家傅科，不是那个哲学家傅科，而是一个19世纪的科学家，他设计一种摆锤，这个摆锤，如果你亲眼见过，你一定会被它震憾。世界上很多地方都还有这种实验，放在一些很大的厅堂图书馆、博物馆里面让大家参观，这个实验是怎么做的呢？他是这样，他通常做一个三四层楼高的一条绳子，挂在一个天花板上，很大一个市内空间里面，这条绳子的末端就放一个铅锤或者铁球，这个铅锤或铁球有时候前面会有一个铅笔，然后在地上也许有一个罗盘，也许有一个沙池。然后你就看到这个非常高的绳子挂的这个铁锤在地面上缓缓地、沉默地这么来回呈直线的摆动。

那么在这个空间里面，当大家鸦雀无声的去看着这个摆锤在地上摆动，那么巨大的铁锤，一个钟锤在摆的时候，你会被它震憾，你真觉得它很美。你就算不知道这个实验是用来做什么的，光是看到这个景观，就足以让人震憾，也就是说这是一种很难得一见的实验。就是你不知道这实验是干嘛的时候，你已经觉得它是一个很了不起的装置艺术了，很巨大，很壮观，而且它摆动的速度如果慢的时候，比如说像摆锤，你可以看到它是非常的庄严，甚至是非常的神圣的。假如建筑物本身是个大教堂，很宏观一个博物馆，那就更了不起了。然而它最美的地方并不是我们外在看到的地方，仍然是它实验的另一面。

我们今天继续跟大家讲，《如何帮地球量体重这本书》，作者就是我们昨天提到的罗伯特·克里斯。罗伯特·克里斯在这本书里面，他提到一点，他说实验之美，有时候是一种什么样的美呢？就是让我们欣然醒悟，那正是我想要的，鉴于实验正具备这类特性，可以想见实验确实能够以美称之，但是实验之美还可以更奇妙，它能够把我们引入一个观念世界，让我们了解科学观念，但是依然让我们系留在感观世界里面，这么说起来，好像很抽象，对不对？我们马上进入傅科摆，你就是知道我讲的是什么了？

傅科这个法国科学家，那么他当时之所以发明刚刚我们讲这个傅科摆，他原来的用意是什么呢？早期有一些摄影技术，那么他就想拍一些恒星的照片，这些恒星的照片不好拍，为什么？因为你晚上拍天上黯淡星体的时候，通常我们的做法是开启这个照相机快门，曝光长一点时间。但是你要想想看，我们地球会自转，地球在自转的时候，会使得如果你曝光的时间长，那这个天上的恒星看起来，我们地球在转，但看起来好像它在动一样，那么它一动这个照片不就模糊了吗？不清楚。于是傅科就发现从新采用一个一度被扬弃的注意，就是建造一个由摆里驱动的钟表装置，好让照相机在长时间的曝光过程里面，是固定的指向恒星的，就让它一直跟着它摆动，但是他不用细绳来吊挂钟摆，而是采用弹拨石会像摆一样振动的金属棍。

各位，我们今天的手表，机械表里边，那根金属小拨棒，各种各样原理都跟这个傅科摆是有关的。那么这个傅科在想的时候，就发现一个什么东西，就是他想象，我们在桌子上面做了一个小小的摆，放在可以自由回转的圆盘上，比如说餐桌上有些圆转盘，把这个摆放在上头，然后我们就可以有了一个傅科手术的袖珍剧场，可以在这此安排成果演出，这个转盘就像地球，我们想象它就像地球一样，房内的空间就像宇宙。我们让这个摆装在一根柱子上，或者悬吊在转盘上面让它摆动的时候，接着会出现什么情况呢？就是这个摆的正当面，会跟着它底下那个圆盘来动，是不是？我们看到它在这么摆动，但是这是一个错误的认知，为什么？因为振荡面并不是黏附在圆盘上的具体物质，由于摆具有惯性，摆的振荡面与圆盘无关，可以说这时他是附属于周围空间，而非圆盘一部分。

简单的讲这是根据牛顿的定律，像摆锤这类的自由运动物体是朝着相同方向移行，除非施加作用力，否则方向不改变，因为转动活动旋转盘子的时候，它完全不对杆或摆施力，这个杆或者摆振荡的方向就能维持不变了。讲得好像很复杂，其实讲得话很简单。全世界，世界各地这些傅科摆，你让它吊在大楼的中央，穿越几层楼，在这个大堂内，你放开它，让它开始摆动，小心的放开它，让它摆动。它这个摆动来回的摆幅，根据伽利略告诉我们的，它的速度是一样的，它的摆幅是一样的，只是在全世界不同地点，在纬度不同的地方，它会有点变化，它会有变化，那么这时候，我们就能够透过这种摆的设计，知道自己所在的纬度，但是这里最重要的一点是什么？这时候真正在动的，并不是那个摆，动的是我们所站里这个地球，是地球在转动。

很少有科学实验像傅科摆那样一炮而红，尽管在1851年受过教育的人全都知道地球在动，这项事实的证据不管多么确凿，却全都是由天文观测结果推断而得，没有望远镜，不知道该怎么样用望远镜的人，完全没办法亲眼看到那种运动，有了傅科摆，似乎就可以看到地球的自转了。受过充分教育的人，闭门待在无窗室内，就能证明房间是在旋转，经过仔细测量，甚至还能断定房间所处的纬度，傅科常说这种摆是直接对眼睛说话。那么后来呢，他应法国当时的国王拿坡仑之邀请，在巴黎着名的先贤祠设计了一个长达220英尺的钢缆来吊着一个炮弹作为摆锤，摆锤前面有一个铅笔，地上铺了沙土，让它去画出它的方向。

那么最后呢这个摆终于这么缓缓的移动移动，让大家看着，它环绕了地面60到70度，那么这是一个非常迷人的试验。我们的作者罗伯逊·克里斯最后说，傅科摆之所以引人入胜，是由于它似乎呼唤出了关于知觉本身出人意表的深奥，甚至无法理解的真相，我们是不是真的看到摆在移动，却又知道其实不是摆在动，而是地球在动呢？就是说我们的感观告诉我们，我们看到摆在动，但是它带领我们进入一个观念世界，那个观念告诉我们，是地球在动。

《开卷八分钟》在凤凰卫视中文台播出【节目专区】

主持人：梁文道 【主持人专区】

首播时间：周一至周五 17:05-17:15

重播时间：周二至周六 00:25-00:35

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