开通VIP，畅享免费电子书等14项超值服
首页
好书
留言交流
下载APP
联系客服
2023.12.12辽宁
地球在自转，人类是如何得出这个结论的？1514年，哥白尼提出了“日心说”，认为地球是围绕太阳在自转的，但当时无人能证明该理论。
16世纪，哥白尼提出了“日心说”，理论上认为地球是自己在转动的。其后伽利略也赞同“地球不是静止的”的说法。
但是当时的宗教徒却痴迷奉行“地心说”为真理，他们狂妄地认为整个宇宙都在为地球的转动而存在，地球是中心，是静止不动。要如何让人们相信地球在转动？这是个巨大的难题。
曾有英国物理学家通过高处落下的子弹偏离原来位置，来证明地球在动，也有德国科学家在矿井进行落体运动，也证明了落体物掉落在垂直点的东南方向。
遗憾的是，这些实验不完美之处在于，无法确保落体物不受气流干扰而保持垂直，加上偏离的方向肉眼几乎无法辨明。更为致命的是，这个实验无法向大众直观展示，毕竟当时没有任何摄影监控等高科技设备。
直到1851年，法国巴黎物理学家傅科完美解决了以上实验问题。他选择了空间大纵向高的巴黎万神殿作为实验场所。
他首先把一条足足67米长的钢索系上一个56斤重的大摆锤，然后将钢索吊挂在高高的穹顶上，整条钢索呈现垂直无偏移的状态，随后他再在大摆锤下面放置一个直径6米的大沙盘，沙盘周围360度安置了刻度盘，以此来记录大摆锤的运动轨迹。
重点来了，在这样的配置下，大摆锤将会如何运动？
在当时，几乎所有现场的人都认为大摆锤落下的运动轨迹是固定的。因为以人为参考物，人站着不动，而且如果地球也是静止不动的情况下，那么大摆锤呈现在沙盘上的运动轨迹必然是固定不动的。
但让人震惊的是，大摆锤竟然每经过一个周期，出现在沙盘上的运动轨迹却偏离了原点。
现场的人看着这个实验结果，瞬间被折服。这恰恰说明了地球在自转。因为地球只有不断自转，地球表面物体才会转动。同理，垂挂在万神殿穹顶的大摆锤，由于惯性保持运动轨迹不变是正常的，但底下沙盘出现的运动痕迹却偏离原点。这完全与“地球静止不动”的看法相背离。人们终于相信，地球确实在转动。
这是傅科摆首次向世界成功地证明了“地球在自转”。经过不断观测和计算得出，大摆锤在沙盘上留下的两个运动轨迹之间，相差大约3毫米左右。也就是每经过31小时47分，发生偏转11°20'之后，都会回到原点，而这扭转的方向速率恰恰是巴黎纬度。这不是巧合，而是真实存在。
随后傅科摆实验也证明了，随着地点纬度不一样，大摆锤摆动的旋转周期就会不一样。例如我国北京天文馆里的傅科摆复制品，它的运动每周期大约为37小时，也就是每间隔6分钟左右，沿着顺时针方向转过1度后才回到原点。
这些关于地球自转的发现，都来自于傅科摆的实验。这对于当时工具落后，手段有限且无法以太空视角探索地球转动的物理学家来说，是一次突破性的成功。
傅科摆为什么能成功证明地球在自转？它的具体原理是什么呢？
其次是56斤重的大摆锤。它就能解决气流受阻的问题，确保垂直摆锤不受到丝毫偏移的影响，且避免了在实验过程中额外增加任何外来能量。
最后，傅科还设计了一个万向节，目的是为了确保钢索随意摆动而不受地球自转影响。
最终摆锤受力开始运动后，沙盘上的运动轨迹出现了偏离原点的迹象，在其他参考物静止的状态下，只有地球在转动能解释此时的现象。
再通俗点从傅科摆原理上来讲，其实就是是利用惯性来观测“谁在动”的一个实验游戏。大摆锤只受重力影响的话，在不受任何外力作用下，将会保持运动状态，且当摆锤运动受到启动力之后，会一直朝着一个方向，或者在某一个平面一直运动。
此刻假设你固定站在某个地点，一个摆锤在你面前的一个平板面上保持匀速运动，如果地球静止，平板面不会变动，但是平板面却出现转动痕迹，此时人也不动，谁在动？是地球在动。这样那么就可以确定地球自转的理论了。
但有个例外，在地球上的赤道，傅科摆是无法出现方向偏移的。因为纬度越高，越靠近两极，偏转的角速度就越大，例如南北极偏转速度在每个小时15度的时候，但赤道几乎是没有偏转速度的，所以看不到摆动方向的偏移。
没有想到傅科摆，竟然能趣味性地解决了遗留上千年的真理问题，这里面充满着科学知识应用的智慧和逻辑思考。
地球自转，影响着我们的生活方式。例如太阳东升西落，日夜更替。其实我国远古圣人伏羲在反复观察天象后，提出的阴阳学说，就证明了昼夜更替的规律：阴为黑夜，阳为白天，两者阴阳调和。
只是这肉眼观察的规律，毕竟不如西方科学家，能采用具体实验来证明。太阳东升西落和日夜更替的自然现象，就是地球由西向东方向自转的结果。如今我们也已经把地球自转一周等于一天的24小时，列为科学常识。
再例如时差的出现。在现有常识里，地球不管在什么时候，太阳通过发射光能量来照着地球的其中一半。照亮的一半我们叫白天，那么剩下的另一半就是黑夜，由此造成了时差。
地球不眠不休的自转在不断影响着世界万物，同时似乎也是是宇宙在释放信号：地球是自己转动的，我们只能发现并看着它转动，人类不能改变丝毫任何。
证明了地球自转，科学家们探索宇宙的脚步没有停下来，他们开始思考，地球自转会停下吗？停下了对人类有什么影响？
但不管怎么样，傅科摆的出现，让真理彻底战胜了谬误，那些因为“日心说”被审判致死的物理学家终于被正名了。