关于光速(c)测定的故事
在日常生活中,一般认为,光的传播不需要时间,是瞬间发生的事情,比如,法国大哲学家笛卡尔(R.Descartes,1596-1650)就是这种看法。
但是,意大利物理学家伽利略(G.Galilei,1564-1642)认为,光的传播是需要时间的,不是瞬间发生的事情。比如,伽利略曾经让人在两座相距甚远的高山上,用灯火传输信号,从而求取光的传播速度。在今天看来,这只能算是一个大笑话(妄想)。
1610年,伽利略利用自己制造的望远镜,发现木星有4个卫星,其中轨道最低的那一个卫星叫“io”(艾奥),体积与我们的月球一般大,绕木星旋转一周只需要1.769个“地球日”。卫星艾奥在绕木星旋转时,每一圈必发生一次“月食”现象,此时,阳光照射不到艾奥卫星的表面。这种周而复始的快速“月食”现象,使得伽利略称其为“天空时钟”。
平日,我们只要使用低倍望远镜就能观察艾奥(5等星)的运行状态。为此,伽利略制定了艾奥出现“月食”的时刻表,以便我们“地球人”容易观察艾奥卫星规律性的”月食“现象,从而间接地测定本地时间。但是,细心的丹麦天文学家奥勒-罗默(OleRoemer,1644-1710)发现伽利略的艾奥“月食时间表”存在系统性的偏差,有时比预期发生的时间早一点,而且越来越早;有时比预期发生的时间晚一点,而且越来越晚。这是什么原因造成的呢?
经过反复思索与考虑,在1676年,罗默大胆地假定,这是由于地球与木星之间的距离在周期性的变动,有时两者的距离远一些,有时两者的距离近一些,光线传播需要不同的时间。但是,罗默的这个天才的想法却得不到当时法国巴黎天文台台长的认同。实际上,罗奥关于光的传播速度有限的想法(论断)很快地就被荷兰天文学家惠更斯(C.Huygens,1629-1695)等人(包括英国牛顿)所接受。
在科学史的记载上,罗默是第一个定量测定光速的人。至于光速(c)究竟是多少,那是另一个问题了。且听下回分解。
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