1851年,法国物理学家莱昂·傅科邀请各界名流来到法国巴黎先贤祠,他要在这里进行一次公开的科学实验。先贤祠建成于1790年,里面供奉着法国历史上做出过重大贡献的人物。先贤祠顶部有个中空的穹顶,穹顶距地面将近70米,傅科的实验就在穹顶底下的大厅里进行。
傅科先让人在穹顶上安装了一个钟摆装置,钟摆长67米,垂在下面的摆锤是一个重达28公斤的圆铁球,铁球的下方嵌入了一根尖针,尖针深入到地面上摆放的直径6米的沙盘里。
等嘉宾齐聚,傅科宣布实验开始,他一声令下,工作人员让钟摆摆动起来。这时傅科才说明了这次试验的目的:他要证明地球的自传。听到这里,嘉宾们发出了一声惊呼。
原来,自从1514年哥白尼提出地球的公转和自转说后,人们逐渐从否定、怀疑变成了相信,经过300多年的研究,人们在理论上接受了哥白尼的观点,但由于缺乏有效的手段,并没有给出证明地球自转的实验依据。
历史重任最终落在了傅科肩上,他有一次在家中凝视钟表,望着钟摆来回摆动,忽然产生了灵感:如果地球不自转,摆锤摆动时不受外力,将保持固定的摆动方向。如果地球自转,摆锤将会受到重力、惯性等各方面因素,运动轨迹也会发生偏差。这或许能成为地球自转的明证。
傅科在家中用两米长的钢丝吊了一个五公斤重的摆锤来实验,果然发现摆锤的轨迹发生了细微的变化。成功了,他找到了证明地球自转的方法。他大喜过望,想让更多人知道这个实验,于是,想出了在先贤祠挂钟摆的实验。当然,这个实验跟他在家里的实验原理是一样的,只是钟摆从2米变成了67米,钟摆轨迹的偏差也越发明显。
钟摆在先贤祠的大厅里,来回摆动,人们的目光也追随着它来来往往。傅科为观众们解释实验原理:如果地球不自传的话,钟摆在沙盘上画出的轨迹应该是唯一的;反之,则证明地球自转。
傅科和现场观众亲眼目睹了神奇的一幕:随着时间的悄悄流逝,钟摆在沙盘上画出的轨迹逐渐偏离最初的轨迹。有的人明明看见摆锤在自己的面前摆动,但渐渐地摆锤却离自己越来越远。
当人们弄清楚实验的原理,并亲眼看到实验结果证明了地球的自传时,人群轰动了。