当时的天文学界普遍接受了托勒密的地心说，即地球位于宇宙的中心，其他天体绕地球旋转的观点。这一观点非常符合人类的虚荣心：即我就是世界的中心，所有人类都是天选之人。地心说在当时已经存在了几个世纪，而且刚好与基督教神学理论相合。

在基督教神学中，宇宙的构造被解释为“上帝创造的中心为地球”的体系，而日心说将地球置于宇宙中心以外，与这一观念相抵触。这种宗教和哲学上的争议导致了对日心说的反对。教会开始大肆打压日心说，意大利神父乌尔巴诺·布鲁诺（Giordano Bruno）因为支持日心说等哲学观点，被教会视为异端，最终被判处火刑活活烧死。

虽然此后日心说得到更广泛的传播，但由于当时的天文观测技术相对有限，无法提供足够准确的数据来证实或证伪不同天文学理论。因此缺乏充分的观测证据使得日心说难以立足。科学家们想证明地球在自转，却迟迟无法想出切实有效的实验。直到1951年，法国物理学家傅科进行了一次完美的实验。

见证地球自转的奇妙经历

傅科选择了巴黎的潘捷翁宫（Panthéon）作为实验场地。他在宫内设置了一根长约67米的钢丝绳，并在天花板上安装了一个特制的支点。把钢丝绳挂好后，傅科使用了一颗重达28公斤的铅球，并通过一根细长的铜棒将其悬挂在钢丝绳的末端。这样一来，重锤可以自由摆动而不受外界干扰。

为了记录摆锤的运动轨迹，傅科在摆锤上方悬挂了一个轻而锋利的尖针，同时在下面放有直径6米的沙盘和启动栓。随着摆锤的摆动，尖针划过沙盘，将留下了明显的痕迹。此外，为了确保实验不受外界干扰，傅科还在场地内设置了围栏。

实验还没开始，但结果实际上只有两种：如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变；如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。那么重锤究竟将如何摆动？

当时所有围观者都认为震动面将保持不变。然而令人震惊的是人们清晰地发现：摆每振动一次，摆尖在沙盘上画出的路线都会发生偏移，这意味着地球的确是在自转。围观的教徒看得目瞪口呆，好久之后才喃喃自语：感觉脚底下的地球好像真的在转动！

经过事后精细的测算，这次实验中，摆每次震动会移动约3毫米，每小时偏转11°20'。也就是说经过31小时47分才会回到原处。这是地球自转的最好证明，然而地心说的支持者依然不肯相信，他们随即在不同地点重做实验，包括当时的巴黎天文台也做了一次。然而他们的噩梦出现了，因为无论怎么做，结论都相同：地球的确在自转！

经过多次实验，人们发现：振动面的旋转周期随地点而异，其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦，在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向在北半球为顺时针，南半球则为逆时针。地球自转就这样被傅科轻松证明了，他因此被授予荣誉骑士五级勋章。

原理是什么？

傅科摆利用了科里奥利力（Coriolis force）的作用。科里奥利力是由于地球自转引起的虚想力，它对移动在地球表面上的物体产生影响。当物体在北半球向北或南半球向南运动时，科里奥利力会使其偏转向右侧；反之，当物体在北半球向南或南半球向北运动时，科里奥利力会使其偏转向左侧。

傅科摆利用这个原理，通过让摆锤在一定时间内保持摆动，可以观察到摆动平面的旋转。为了最大限度地减小外部因素对实验的干扰，傅科摆通常被放置在长时间不受扰动的环境中，例如高空的大厅或穹顶下。

当摆锤开始摆动时，由于科里奥利力的作用，摆动平面会逐渐旋转。在北半球，摆动平面按顺时针方向旋转；在南半球，摆动平面则按逆时针方向旋转。通过记录摆动平面的旋转情况和时间，可以确定地球自转的存在及其速度。

此外傅科摆的三个装置也各有用处。67米的钢丝绳能增加摆动周期，周期越长，摆移动的幅度就越大，表现在沙盘上就会更明显；28公斤的铅球则避开了气流受阻的问题，足够的重力最大程度避免了干扰；天花板上特制的支点是最关键的。

摆的运动可以超然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。为解决这一问题，傅科采用了一种叫万向节的巧妙装置。这种万向节由内球面和外球面组成。内球面固定在一个轴上，外球面固定在另一个轴上。两个球面之间填充润滑剂以减少摩擦，并确保平稳的旋转。万向节的存在，可以使摆动平面超然于地球的自转，为整个实验奠定了基础。返回搜狐，查看更多