你是不是还记得,在这篇故事的开头我们说过,计算时间可以有各种不同的方法:用看书计时、用灯耗的油计时等等。
前不久我跟一个小朋友聊天,他就问我了:“能不能用脚尖敲地,数敲的次数的方法来计时?”
还没等我回答,这小朋友自己就发现这种方法行不通。我们先不说这种方法有多累人,要知道每次敲击的间隔不是完全一致的。
而要计算时间的东西,它的时间间隔应当是一样的。没有人会利用一会长一会短的工具计量时间。
很久以前人们就开始思考,什么东西持续的时间总是一样长。
有的人说,从这次太阳升起到下次太阳升起,所经历的时间总是一致,这也就是一个昼夜。
这个没有错。因此也确实制造了由太阳指示时间的钟。但是你在前面也看到了,这些钟不是很方便。
有些人想出别的办法。他们说,水从器皿中流出来需要的时间总是一样的。这也对。但是你得保证那个小孔不堵起来;水钟走得准还需要考虑到其他很多东西。
特西比乌斯发明的水钟要高级一些,但是它也只能指示钟点,而不能指示分钟。而且要毁坏水钟很是容易:只需把它的出水孔堵上,它就马上停了。
带锤的钟要简单些并且可靠一些。但是谁也不能肯定锤下坠持续的时间是相同的。难怪古时的钟比现在的要容易出错。还需要非常认真仔细地拿它们跟太阳核对一下,好让它们错得不是太离谱。
老实讲,这些计时的方法比起那小孩用脚尖敲来计时要好得多,但是它们依旧不是很准。
大约在17世纪80年代,也有一个小孩在寻找一样持续时间总是一样的东西。这个男孩就是伽利略33。这个小男孩,后来成为了一位著名的科学家,他差点没有因为“地球绕着太阳转”这个真理而被烧死。
他当然不能改变太阳系的结构,也不能迫使太阳绕着地球转。但是在那个知识落后的黑暗年代,他有勇气去支持“地球绕着太阳转”这个现在小学生都知道的真理。为此他差点被“不流一滴血”的酷刑——火刑给当众烧死。
关于伽利略我们要讲一个故事。在他还是一个小男孩的时候,有一回他去教堂,刚好赶上人们在那里做弥撒。他的注意力一下子被一盏大灯所吸引,这盏大灯用一根长锁链吊在穹顶下。大概有个人用肩膀或者头碰了这灯盏一下,它就开始慢慢地东摇西摆。
伽利略发现,灯盏的每次摆动所持续的时间总是一样的。摇摆的距离越来越短,直到它慢慢地停下来,但是不论摇摆的圆弧的大小,每次摇摆持续的时间总是一样的。
后来伽利略就去检测自己的观察是否正确。他发现,在绳上吊着的重物,也就是说,在绳等长的情况下,它每摆动一次的持续的时间是相等的。绳越短,每次摆动持续的时间也就越短。
你可以自己动手做几个长度不一的摆,你可以随便把它们挂在什么地方。然后你拨动他们,你会发现,短的比长的摆动的次数要多,如果摆是一样长的,那么摆动的次数也是一样的。
你也可以做一个这样的摆,它从左到右摆动一次持续的时间正好是一秒。这种摆的绳子长度大约是1米。
当伽利略发现这一切以后,他发现自己终于解开了那个古老的谜:他找到了那个周期持续时间相等的东西。他开始思考怎样把这摆应用到钟表中去,以便用这个摆来调节钟表的运转。
但是他没能做成这样的钟。完成这项发明的,是另一位荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯34。