1、教堂里的发现伽利略发现单摆1582 年的一个礼拜天 ,18 岁的伽利略漫不经心地走进比萨的一座圆顶天主教堂。这位充满奇异想法的年轻人,随时都在用他锐利的目光,搜寻着大自然中的“?” 。教堂里响起和谐悦耳的管风琴乐曲,开始做礼拜了。男男女女整齐地跪满一地, 祈祷和唱赞美诗的声音轻轻飘荡挤在教徒中间的伽利略却被悬挂在教堂半空的一盏吊灯吸引住了。微风一吹,吊灯来回摆动,随着时间的流逝,摆动的幅度也逐渐减小。只见伽利略右手按着左手的脉搏,嘴唇不时微微开启。别人以为他在虔诚地默祷, 谁会想到摆动的吊灯此时已经成了他头脑中的“上帝” 。他惊异地发现,无论吊灯摆动的幅度或大或小, 摆动一次所用的时间总是相等
2、的。教堂里的吊灯不知道摇摆了多少年,看见的人成千上万, 大家除了赞赏它的华丽以外,谁也没有看出它有什么奇特的地方。才智过人的伽利略,却从吊灯摆动中发现了新的奥秘。回家后,伽利略找了一根绳子和一块大铁片。他把铁片绑在绳子末端, 再把绳子的上端挂在屋子的横梁上,让它摆动。然后,他计数着铁片摆动的次数,发现它摆动得比他的脉搏慢。“我的脉搏每分钟跳 72 次,”他自言自语道,“如果我用一根短一点的绳子, 铁片也许会摆动得快一点。 ”于是,他又做了试验。这一回挂着铁片的绳子每分钟正好摆动 72 次,不多也不少。 “这会有助于医生的诊断的。 ”伽利略想道。于是,伽利略就想做一架测脉搏的仪器。他经过反复地试
3、验, 不断地改进,几天之后, 测脉搏的小仪器便做成了。伽利略拿着这个小仪器去给医学院的老师看。“这是什么?”老师问道。“这是一架帮你测定病人脉搏的仪器。 ”伽利略边回答,边示范。你把这根细绳绕在仪器的顶端,把铁片固定在绳的下端,把它斜拉过来,然后放手让它摆动。绳子上有个标记 ,当它对准贴在仪器的刻盘上的某个数字时,就表示绳子每分钟摆动几次。比如, 当标记对准数字72 时 ,绳子就每分钟摆动 72 次;如果绳上的标记对准数字 80 时, 绳子就摆动 80 次。你要让绳子摆动得快一些,就让它缩短一些,这只要把绳子在顶端多绕几圈就行了;相反, 你要绳子摆得慢,就让它放长一些,这只要把绕在顶端的绳子放
4、出几圈就行了。不过,要注意, 绳子必须不碰到它背后那刻盘以及其他东西,否则就不准了。还有,当绳子摆动时不能挪动仪器。听了伽利略一番介绍,老师感到很高兴。因为利用这种仪器, 医生就能迅速、正确地测定病人的脉搏。当然,这玩艺儿虽然能测脉搏却不能计时,因为一则它的精度不够,二则它没有一套传动进位机构,使得 60 秒能进为 1 分,60 分能进为 1 小时。尽管有种种不足,伽利略的发现还是有重大意义的。因为在地球引力作用下,摆的这种来回往复的运动具有等时性, 是制造精密的摆钟的基础。制造精密的摆钟的难题,后来由荷兰物理学家惠更斯解决了。1667 年,惠更斯利用伽利略发现的摆的等时性原理,制造了一座带有钟摆的时钟。从那时以来, 人们不断改进钟表的制造技术,到 1758 年,英国天文学家布莱德雷制造的钟一天 24 小时只相差 0.1 秒。今天,最精确的原子钟几百万年只相差 1 秒。
