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Copernicus提出《Heliocentrism》其實是相當不容易的
其觀察的過程、思考的方式都值得我們細讀研究
只知道結果，是沒有意義的
事物的發展，其實過程往往比結果還要動人
甚至他窮極一生都還無法完美解釋《Heliocentrism》
換句話說，在Copernicus提出該理論的16世紀中期
《Heliocentrism》還是無法完全取代《Geocentrism》
因為兩者都有無法解釋的天文現象
而要一直到17世紀初，Galileo發明了望遠鏡
並以此觀測到木衛體系及金星滿盈等天文現象
才完全推翻了長達2千多年深植人心的《Geocentrism》
巧合的是，差不多在同一時期
Kepler也以楕圓軌道取代圓形軌道的星體運動軌跡
這時才真正讓修正後的《Heliocentrism》毫無破綻
-----------------------------------------------------
但是該如何證明？這又是一大難題了
1835年，法國氣象學家Coriolis提出了一個力學理論
以牛頓力學為基礎，為了描述旋轉體系的運動
需要在運動方程式中引入一個假想的力
這個理論很有名，你一定聽過
Coriolis effect，也就是我們國中時學的「科氏力」
該理論提供了法國物理學家Foucault一個靈感
他觀察到鐘擺的擺動可以作一種往複的直線運動
如果地球真的是自轉，而非不動的
那麼當擺面方向與地球自轉的角速度方向存在一定的夾角
無其它外力作用下，擺面就會受到Coriolis force的影響
產生一個與地球自轉方向相反的扭矩，而使得擺面發生轉動
然而原理想通了，實驗卻不好做
因為鐘擺方向的改變是細微的
所以稍強的氣流就會使實驗結果發生變化
而擺臂愈長，就會使實驗結果愈明顯
所以為了方便觀察，1851年，他設計了一個實驗
他用一根長67m的鋼絲繩和一枚27kg的金屬球組成一個單擺
將這個單擺懸掛在教堂穹頂，並在擺垂下方放置了一個沙盤
在擺動的過程中，擺尖會在沙盤劃出一道又一道的軌跡
這將可以記錄擺動的方向
實驗證實了，在北半球，擺面會緩緩向右旋轉
同時也證明了，地球是從西向東旋轉
世界各地的人們紛紛仿效這個實驗，而有更進一步的發現
在地球兩極，鐘擺的擺動平面24小時轉一圈
在赤道上，卻鐘擺沒有旋轉的現象
而在兩極與赤道間的區域，擺面的旋轉速度則介於二者之間
各地實驗證明，在不同地點，鐘擺轉速是不同的
這也說明在地球表面不同地點的切線速度是不同的
因此，Foucault Pendulum不僅證明了地球自轉
也可用於測量所處位置的緯度
很多人以為，地球的自轉是緩慢的，這是一個錯誤的觀念
事實上，赤道上的切線速度是500m/s
這差不多等同於子彈擊出槍膛時的瞬間速度
那麼為什麼我們沒有感覺自己像子彈一樣的"飛行"？
Newton的第一運動定律《The Law of Inertia》則可以解釋
-----------------------------------------------------
其實，這些地球科學常識我們國中國小時都學過
除非你小時候真的太混而且真的從來不看書
否則你一定知道地球是自轉公轉，而不是太陽繞地球轉
但真的只是「常識」嗎？ I don't think so.
沒錯，在我們的教育下，我們都知道這些結果
但是，那又如何？知道這些的用處在哪裡呢？
學問的真正重點不在結果，而在其證明過程啊！
科學背後的實驗精神才是令我們感動的
許多西方科學家窮其一生都在追求真理
我們何其所幸，只要透過書本就能簡單學到這些知識
這些都是許多偉大天才的心血與結晶
《地動說》是哥白尼完成的嗎？
我們充其量只能說，這是由哥白尼提出的
如果沒有伽利略、克卜勒等人，它無法成為完美理論
然而我們的教育教了我們什麼呢？
我們甚至連哥白尼當初怎麼透過觀察而提出質疑的都不知
一直到上了國中，我才知道
這是個很長，長達2千多年但卻相當美麗的科學故事
美麗的令人動容，而感動了當時年幼的我
-----------------------------------------------------
P.S. 我國中時大概就是浪費了一堆時間在這些美麗故事上
才會連雄中都差了6分而沒考上吧...Orz
其觀察的過程、思考的方式都值得我們細讀研究
只知道結果，是沒有意義的
事物的發展，其實過程往往比結果還要動人
甚至他窮極一生都還無法完美解釋《Heliocentrism》
換句話說，在Copernicus提出該理論的16世紀中期
《Heliocentrism》還是無法完全取代《Geocentrism》
因為兩者都有無法解釋的天文現象
而要一直到17世紀初，Galileo發明了望遠鏡
並以此觀測到木衛體系及金星滿盈等天文現象
才完全推翻了長達2千多年深植人心的《Geocentrism》
巧合的是，差不多在同一時期
Kepler也以楕圓軌道取代圓形軌道的星體運動軌跡
這時才真正讓修正後的《Heliocentrism》毫無破綻
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但是該如何證明？這又是一大難題了
1835年，法國氣象學家Coriolis提出了一個力學理論
以牛頓力學為基礎，為了描述旋轉體系的運動
需要在運動方程式中引入一個假想的力
這個理論很有名，你一定聽過
Coriolis effect，也就是我們國中時學的「科氏力」
該理論提供了法國物理學家Foucault一個靈感
他觀察到鐘擺的擺動可以作一種往複的直線運動
如果地球真的是自轉，而非不動的
那麼當擺面方向與地球自轉的角速度方向存在一定的夾角
無其它外力作用下，擺面就會受到Coriolis force的影響
產生一個與地球自轉方向相反的扭矩，而使得擺面發生轉動
然而原理想通了，實驗卻不好做
因為鐘擺方向的改變是細微的
所以稍強的氣流就會使實驗結果發生變化
而擺臂愈長，就會使實驗結果愈明顯
所以為了方便觀察，1851年，他設計了一個實驗
他用一根長67m的鋼絲繩和一枚27kg的金屬球組成一個單擺
將這個單擺懸掛在教堂穹頂，並在擺垂下方放置了一個沙盤
在擺動的過程中，擺尖會在沙盤劃出一道又一道的軌跡
這將可以記錄擺動的方向
實驗證實了，在北半球，擺面會緩緩向右旋轉
同時也證明了，地球是從西向東旋轉
世界各地的人們紛紛仿效這個實驗，而有更進一步的發現
在地球兩極，鐘擺的擺動平面24小時轉一圈
在赤道上，卻鐘擺沒有旋轉的現象
而在兩極與赤道間的區域，擺面的旋轉速度則介於二者之間
各地實驗證明，在不同地點，鐘擺轉速是不同的
這也說明在地球表面不同地點的切線速度是不同的
因此，Foucault Pendulum不僅證明了地球自轉
也可用於測量所處位置的緯度
很多人以為，地球的自轉是緩慢的，這是一個錯誤的觀念
事實上，赤道上的切線速度是500m/s
這差不多等同於子彈擊出槍膛時的瞬間速度
那麼為什麼我們沒有感覺自己像子彈一樣的"飛行"？
Newton的第一運動定律《The Law of Inertia》則可以解釋
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其實，這些地球科學常識我們國中國小時都學過
除非你小時候真的太混而且真的從來不看書
否則你一定知道地球是自轉公轉，而不是太陽繞地球轉
但真的只是「常識」嗎？ I don't think so.
沒錯，在我們的教育下，我們都知道這些結果
但是，那又如何？知道這些的用處在哪裡呢？
學問的真正重點不在結果，而在其證明過程啊！
科學背後的實驗精神才是令我們感動的
許多西方科學家窮其一生都在追求真理
我們何其所幸，只要透過書本就能簡單學到這些知識
這些都是許多偉大天才的心血與結晶
《地動說》是哥白尼完成的嗎？
錯！
我們充其量只能說，這是由哥白尼提出的
如果沒有伽利略、克卜勒等人，它無法成為完美理論
然而我們的教育教了我們什麼呢？
我們甚至連哥白尼當初怎麼透過觀察而提出質疑的都不知
一直到上了國中，我才知道
這是個很長，長達2千多年但卻相當美麗的科學故事
美麗的令人動容，而感動了當時年幼的我
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P.S. 我國中時大概就是浪費了一堆時間在這些美麗故事上
才會連雄中都差了6分而沒考上吧...Orz
(11.APR.08)
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