从观察一盏吊灯的摇摆开始

面对时钟,不知你有没有注意观察到它里面的钟摆?

1582年的一个早晨,秋高气爽,略微有些寒意。意大利著名物理学家兼天文学家伽利略,像往常那样早早起来,到比萨大教堂做礼拜。

高大宽敞的教堂里,一盏悬挂在教堂中央的铜吊灯,吸引了伽利略的目光。他看到那盏吊灯被门外的风吹得左右摇摆。这个现象引起了他的注意,他在默默地观察着。这时门外又吹来了一阵风,吊灯便大幅度地摇摆起来。

伽利略急忙按住自己的脉搏,心中默默地数着数:“1、2、3……"一共是20下。吊灯摆动的幅度越来越小,他再次按住自己的脉搏检查时,发现每次摆动的时间仍然是脉搏跳动20下所需要的时间。经过反复证实,吊灯左右摇摆一次所需的时间是相等的。

他回到家里,躺在**彻夜难眠,大幅度摇摆的吊灯在他的脑海中挥之不去。于是他从**跳下来,取来一根绳子,然后吊上一个重物让它自由地摆动。实验重复了许多次,最后他发现,物体摆动一次所需要的时间与物体的重量无关,而与绳子的长度有关。

他对这个现象思索了许久,然后又回忆起吊灯:"吊灯摆动的幅度虽然不同,可是它所需要的时间好像是差不多的。如果说,吊灯摆动的时间是均匀的,那么可以利用这个原理,把等时性应用在计时工具上来计算时间。”他把这种摇摆规律命名为“摆的等时性”。

伽利略受到了启发,利用这个规律发明了“脉搏器”,后来又创造出了钟表,发明了天文钟。在教堂里挂了不知多久的铜吊灯,有成千上万的人都看到过它摇摆,但是又有谁发现了“摆的等时性”呢?

数十年后,1656年,荷兰科学家海更斯根据伽利略的“摆的等时性”,发明了各种走时准确的机械摆钟。