證明地球自轉的發明:傅科擺

故宮博物院收藏了一件清代流入宮廷的珍貴的西洋儀器——傅科擺模型，其功能是證明地球在自轉。模型由四根立柱組成，合攏後呈一圓柱形。使用時將四根立柱打開，使之呈四邊形，中間吊垂一直徑三釐米的銅實球，球自動沿圓弧作往復運動，並緩慢地改變轉動平面。

傅科擺的發明人是萊昂·傅科（J.Foucault，1819年9月19日—1868年2月11日），法國人，物理學家，發明家。傅科思維活躍，動手能力極強。在實驗物理學領域有多方面的發明創造，其中最著名的有測定光速、傅科擺實驗以及提出渦電流理論。

傅科為什麼要發明傅科擺來證明地球的自轉呢？話還得從波蘭天文學家哥白尼的日心說（地動說）說起。1514年，哥白尼提出，地球圍繞太陽公轉的同時還在自轉，這一點觀點推翻了傳統天文學的認識。科學家通過觀測，在理論上逐漸接受了哥白尼的觀點，但沒有想出證明地球自轉的直觀實驗。

最終，歷史機遇落到了傅科的頭上。1845年傅科任《辯論》報的科學記者，他在撰寫科學報導的同時，也在家中做物理實驗。一天，他又在家中做物理實驗，經過十幾次的努力，他還是失敗了，他失望的坐在凳子上，看著牆上時鐘的擺錘來回搖擺，突然，一個奇特的想法出現在他的腦海裡：時鐘的擺錘運動或許能證明地球在自轉。他想：如果地球不自轉，擺錘擺動時不受外力，將保持固定的擺動方向。如果地球自轉，擺錘將會受到重力、慣性等各方面因素，運動軌跡也會發生偏差。

傅科高興極了，馬上投入新的試驗中，經過反覆的試驗，傅科在家中成功完成了證明地球自轉的擺動實驗。他在家中天花板下，用兩米長的鋼絲吊了一個五公斤重擺錘，實驗開始時，擺錘開始擺動，傅科發現，擺錘的擺動軌跡發生細微的變化。他知道，自己終於找到了證明地球自轉的實驗方法！

緊接著，傅科將他的試驗公諸於世。1851年，他在巴黎先賢祠屋頂中央安放了一個擺長67米、以28公斤圓鐵球為擺錘的鐘擺裝置，鐵球的下方鑲了一枚尖針，下面放啟動栓和直徑6米的沙盤。傅科先把實驗原理告訴大家，每當擺錘經過沙盤上方的時候，擺錘上的指針就會在沙盤上面留下運動的軌跡。按照日常生活的經驗，如果地球不自轉的話，這個碩大無朋的擺應該在沙盤上面畫出唯一一條軌跡。實驗開始了，人們驚奇的發現，傅科設置的擺每經過一個周期的震蕩，在沙盤上畫出的軌跡都會偏離原來的軌跡（準確地說，在這個直徑6米的沙盤邊緣，兩個軌跡之間相差大約3毫米）。由此擺錘的運動軌跡實驗可以證明地球是自轉的。

現場觀眾大為嘆服，甚至有人高呼：「偉大的哥白尼！了不起的傅科！」從此，傅科擺走入了科學的殿堂，人們為了紀念這次偉大的擺動實驗，傅科擺由此而得名。