莱昂·傅科

哥白尼 1543 年提出地球在转，此后三百年，这件事一直是「推断」而不是「观察」。所有证据都是间接的：行星的视运动、恒星周年视差、木星卫星的掩食时间。没有人能站在地面上，直接指着一个东西说：看，它在转。

1851 年，一个从未受过正规科学训练的人做到了。

从医学院逃出来的人

傅科生在巴黎，父亲是出版商。他体弱，童年在家由母亲教养，动手能力极强——十几岁时自己做过蒸汽机模型和电报机。

他进医学院是父母的安排，结果发现自己受不了血和解剖，很快退学。此后他给一位医学教授做显微摄影助手，又跟斐索合作研究早期摄影术，1845 年两人拍下了第一张成功的太阳照片。

他一直没有大学学位，也没有正式的科学训练。这在十九世纪的法国科学院是个硬伤，让他长期被当作「手艺人」而非科学家。

一根摆

1851 年 1 月的一个夜里，他在自家地窖的天花板上吊起一个两米长的摆。他把摆锤拉到一边，用细线拴住，烧断细线让它自由摆动——这样起振不会带侧向分量。

几分钟后他发现，摆动的平面相对地面缓缓转动了。

道理并不复杂：摆一旦开始摆动，它的摆动平面在惯性空间里保持不变，而地面在它下面转。转动的速率取决于纬度：在北极，二十四小时转一整圈；在赤道，完全不转；在巴黎，约需 31.8 小时转一圈。

关键在于把它做大。1851 年 3 月，在阿拉戈与政府的支持下，他在巴黎万神殿的穹顶下挂起一个 67 米长的钢丝，末端是 28 公斤的铜球，下方地面铺上沙。摆动起来后，摆锤尖端在沙上划出一道道线，每一道都比前一道偏一点。

请柬上写着：请诸位前来观看地球转动。

这是历史上第一次，普通人可以站在原地，用肉眼直接看见地球在自转。这个实验的传播效果空前——此后一年里，欧洲和美国的许多城市都挂起了自己的傅科摆，至今仍是科技馆最常见的展品之一。

陀螺仪

第二年他做了同一件事的另一个版本。

一个高速旋转的转子，若安装在允许各方向自由转动的框架里，它的转轴会在惯性空间中保持指向不变。地面转动时，转轴看上去在缓缓漂移——同样直接显示了地球自转。

他给这个装置起名叫 gyroscope，字面意思是「看见转动的东西」。它后来成了航海、航空、航天的姿态基准，直到二十世纪末仍是惯性导航的核心部件。

光在水里更慢

傅科还了结了一场持续一百五十年的争论。

牛顿的微粒说预言：光进入水中会加速（因为微粒被水面吸引）。惠更斯与菲涅耳的波动说预言相反：光在水中变慢。两者的差别在当时看无法测量——需要在几米的距离上分辨十亿分之一秒。

1850 年，傅科用旋转镜法做到了。让光束打在每秒转数百圈的镜子上，反射出去、经远处反射回来时镜子已转过一个微小角度，光斑因此偏移；偏移量正比于往返时间。他分别测空气路径和水路径，结果是水中更慢。

微粒说就此出局。1862 年他用同一方法把光速测到每秒 29.8 万公里，误差约 0.6%。

1865 年，四十六岁的傅科终于当选法国科学院院士。三年后他去世，年仅四十八岁。埃菲尔铁塔上刻着七十二位法国科学家的名字，其中有他。