困擾科學界數百年 「惠更斯擺鐘」之謎被破解

惠更斯是17世紀荷蘭偉大的物理學家、天文學家和數學家。1656年，他將單擺運動引入時鐘，發明了著名的擺鐘。惠更斯在研究擺鐘的過程中發現，單擺的運動不嚴格等時。他認為，只有在擺角比較小的情況下，單擺的等時性才成立；當擺比較大的情況下，單擺的運動不嚴格等時，比如當擺角為60度時，不嚴格等時性很明顯。為了補償單擺的不嚴格等時，惠更斯從證明擺線的幾何性質開始，進而研究其在機械上的應用，利用擺線理論設計出了嚴格等時的擺鐘結構。為了適應當時天文和航海發展的需要，測量海上地理經度，惠更斯設計了兩個擺鐘，希望其中一個在損壞或需要維修時，另一個能繼續工作。但當他啟動自己設計的擺鐘後，卻出現了非常奇怪的現象：兩個擺鐘都向反方向轉動。當時，連惠更斯也解釋不了這一奇怪現象。從此以後，一直沒有人能對這一現象作出合理解釋，這就是著名的「惠更斯擺鐘」之謎。

幾百年過去了，有許多科學家企圖破解這一謎團，但始終沒有人能夠成功。美國亞特蘭大技術大學的庫爾特·瓦伊傑菲利德在多年潛心研究的基礎上，設計了同「惠更斯擺鐘」完全一樣的兩個擺鐘，對它們進行研究。他發現，只有在擺的重量同整個鐘的重量比較大的情況下，擺鐘運動具有同步性。進而他計算出，當擺的重量與整個鐘的重量比小於1∶120時，擺鐘開始反方向轉動；當這個係數大於1∶80時，兩個擺鐘就能正常工作。

《科技日報》2002年2月26日

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