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困扰科学界数百年 “惠更斯摆钟”之谜被破解

2014-07-12  蓝之星
     一个长期困扰科学界的“惠更斯摆钟”之谜日前被美国科学家库尔特·瓦伊杰菲利德破译。他提出,只有在摆的重量同整个钟的重量比较大的情况下,“惠更斯摆钟”才能正常工作。该项科研成果刊登在2月出版的《新科学家》杂志上。

    惠更斯是17世纪荷兰伟大的物理学家、天文学家和数学家。1656年,他将单摆运动引入时钟,发明了著名的摆钟。惠更斯在研究摆钟的过程中发现,单摆的运动不严格等时。他认为,只有在摆角比较小的情况下,单摆的等时性才成立;当摆比较大的情况下,单摆的运动不严格等时,比如当摆角为60度时,不严格等时性很明显。为了补偿单摆的不严格等时,惠更斯从证明摆线的几何性质开始,进而研究其在机械上的应用,利用摆线理论设计出了严格等时的摆钟结构。为了适应当时天文和航海发展的需要,测量海上地理经度,惠更斯设计了两个摆钟,希望其中一个在损坏或需要维修时,另一个能继续工作。但当他启动自己设计的摆钟后,却出现了非常奇怪的现象:两个摆钟都向反方向转动。当时,连惠更斯也解释不了这一奇怪现象。从此以后,一直没有人能对这一现象作出合理解释,这就是著名的“惠更斯摆钟”之谜。

    几百年过去了,有许多科学家企图破解这一谜团,但始终没有人能够成功。美国亚特兰大技术大学的库尔特·瓦伊杰菲利德在多年潜心研究的基础上,设计了同“惠更斯摆钟”完全一样的两个摆钟,对它们进行研究。他发现,只有在摆的重量同整个钟的重量比较大的情况下,摆钟运动具有同步性。进而他计算出,当摆的重量与整个钟的重量比小于1∶120时,摆钟开始反方向转动;当这个系数大于1∶80时,两个摆钟就能正常工作。

    《科技日报》2002年2月26日

    

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