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第72章 吊灯与钟表

1582年的一天,意大利比萨城一名年轻的大学生在比萨大教堂里跪着,人们都在专心地听牧师讲道,大厅里除了讲演声和一根链条的碰撞声外,一片寂静。一盏从教堂顶端悬挂下来的吊灯,被风吹得在空中来回摆动,链条的“嘀嗒”声惊扰了正在做祈祷的医科学生——伽利略。这种人们常见的现象,引起了伽利略极大的兴趣。他目不转睛地注视着吊灯的摆动,尽管吊灯摆动的振幅逐渐减小,但往返一次所需要的时间似乎都一样。于是,他想起老师说过,人的脉博跳动次数是有规律的,相隔时间相等。他把右手指按在左手腕的脉搏上测量起来,惊奇地发现:不论灯摆动的幅度多大,每摆动一次所需用的时间的的确确是相同的。这个意外的发现,使他大吃一惊,难道发现了大自然的一个伟大真理?他有点激动,立即爬起来朝家里跑去。

他跑回家后,迫不及待地在门框上钉上两根绳子,绳子下面栓上铁块,垂直地悬在那里做实验。伽利略先将一根绳子拉到距垂线4个手掌的位置,用脉搏跳动的次数计算铁块摆动的时间。又将另一根绳子拉到距垂线2个手掌的位置,用同样的方法计算铁块摆动的时间。结果发现,这两种铁块摆动的时间是一样的,换句话说,摆动的时间和摆幅的大小没有关系,伽利略发现了摆的等时性。同时,他还发现,摆每摆动一次所需的时间,是与摆的长短相关连的,摆的长度越长,摆的周期也越长。由此,这位年轻人发现了“摆的等时性原理”。

1656年伽利略逝世后,荷兰著名物理学家惠更斯根据伽利略发现摆的等时性原理,制成了一座有摆的落地大钟。从此,人类有了完美的时钟。这种摆钟应用了三百多年,直到现代才被电子钟表、石英钟表所代替。