法国巴黎Panthéon（先贤祠）的傅科摆

19世纪 法国物理学家莱昂·傅科在巴黎先贤祠里用他的“傅科摆”，向公众证实了地球的自转。

1851年，傅科在巴黎先贤祠的大厅里安装了一个实验装置：一根长达67米的钢索悬挂在拱顶，下面挂着一颗直径为30厘米、重28千克的摆锤，摆锤的下方嵌入了一根尖针，伸进地面上摆放的直径6米的巨大沙盘里，当摆锤经过沙盘上方时，尖针就会在沙盘上留下运动的轨迹。

傅科将摆锤高高吊起，等周围的一切都平静后，用火烧断了拴住摆锤的绳子，摆锤顺势开始摆动。依照惯性定律，摆锤的摆动应该始终保持在一个平面上，在沙盘上留下唯一的轨迹。随着时间一分一秒流逝，人们惊奇地发现，沙盘上摆锤的轨迹每经过一个周期，都会沿顺时针方向发生偏转（每两个轨迹之间相差大约3毫米）。

 傅科摆示意图

一般来说，在没有外力影响的情况下，摆动的平面是不会发生移动的，因此我们可以分析，人们所观察到的摆平面的转动其实是一种相对运动，真正在转动的其实是大家脚下的地球。

“傅科摆”实际上是一个非常简单的单摆结构，傅科在实验中使用了很长的钢索和重量很大的摆锤，长长的钢索让摆锤摆动的时间足够长，以便于人们观察摆动的变化，沉重的摆锤增加了摆自身的惯性，减小空气阻力，让摆动可以持续得更久。他还在钢索的悬挂点使用了特殊的万向节设计，最大程度地减少摩擦，使摆能不受地球自转的影响，始终保持摆动方向不变。就是这个神奇的“傅科摆”，让人们亲眼看到了地球的自转。

如果我们把“傅科摆”放置在不同的位置，摆动的情况也会不同：在北半球时，摆动平面顺时针转动，在南半球时，摆动平面逆时针转动，在赤道上时摆几乎不转动，而在两极极点时，摆动平面旋转的周期为一恒星日（23小时56分4秒）。纬度越高，摆动平面转动的速度越快，在傅科所在的法国巴黎，“傅科摆”的摆平面旋转一周的时间大约是31.78小时。在北京天文馆的大厅里也有一个巨大的“傅科摆”，由于北京的纬度与巴黎相比较低，它旋转一周大约需要37小时。

傅科（1819年9月18日～1868年2月11日）， 法国物理学家。

幼年时期，喜欢精巧手工的创制活动；

青年时期，学习外科和显微医学，后转向物理学方面的实验研究；

1851年，进行了著名的傅科实验，因此被授予荣誉骑士五级勋章；

1852年，发明了回转仪，并发现了回转罗盘效应；

1853年，测定光速，获物理学博士学位，并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授；

1855年，设计了光度计；发现在磁场中的运动圆盘因电磁感应而产生涡电流，被称为“傅科电流”，同年，被英国皇家学会授予科普利奖章；

1857年，创制“傅科棱镜”；

1858年，设计了反射式望远镜的椭球面镜；

1960年，发明了定日镜的跟踪系统；

1864 年，当选为英国皇家学会会员，以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士；

1868年，当选为巴黎科学院院士。

先贤祠的建筑庄严雄伟，俯瞰时，它呈一个粗犷的希腊式十字形状，长110米，宽84米，中央为一个带一层圆柱廊的罗马式穹顶，高达83米。我记得在埃菲尔铁塔上和蓬皮杜文化中心的顶楼上看过来，都可以看到先贤祠的这一穹顶。而从那里看出去，朝西就能望见卢森堡公园的绿荫。

先贤祠正面朝西，为希腊式的多排圆柱的通廊，柱廊上巨大的三角楣上镌刻下了这样的一行文字：“祖国感谢伟人”，由此奠定了先贤祠的伟人墓堂的性质。大厅内挂着一些巨幅的绘画和浮雕作品，表现一些历史画面，例如查理大帝的加冕，圣德尼的预言，圣女贞德的故事，等等。其中不少是圣女热娜薇也芙的生平事迹。下到深深的底层后，发现那里才是安放伟人遗体的墓室。

在巴黎众多的名胜古迹中，先贤祠的历史其实并不长。比较巴黎圣母院的一千多年，卢浮宫的八百年，凡尔赛宫四百年，它只有短短的两百多年，仅仅比凯旋门、埃菲尔铁塔等现代建筑早不到一个世纪。

不过这，这一建筑开始时并不是祖国为感谢伟人而建的殿堂，而是法国国王的一座感恩教堂。1744年，年仅三十四岁的法国国王路易十五在梅兹逗留期间曾得重病，他祈求巴黎城的主保圣女热娜薇也芙保佑他康复，并许愿为她重修一座教堂，后来，路易十五病愈后下令兴建圣女热娜薇也芙新堂，1755年，路易十五亲自为教堂奠基，设计师是著名的建筑师苏弗洛。

教堂从1758年正式动工，到法国大革命爆发后的1790年方告建成，那时，路易十五和苏弗洛都早已作古。在“大破大立”的大革命浪潮中，有人提出废除该教堂的宗教性质，把它改为一座“祖国和自由的祭坛”，用来纪念对祖国作出卓越贡献的人们。当时执政的雅各宾派领袖罗伯斯庇尔坚决支持这一请求，1791年4月4日，制宪会议通过决议，将圣女热娜薇也芙教堂改名为先贤祠。同一天，这个墓堂中就安葬了第三等级的著名代表、著名的演说家米拉波。

米拉波之后，先贤祠正式迎接的伟大“客人”是伏尔泰，他是在当年7月1日，伏尔泰的遗体被迁葬到先贤祠的。应该说，伏尔泰作为十八世纪对法国革命影响最大的思想家、哲学家、文学家，作为先贤祠“正式”迁葬的第一人是当之无愧的。伏尔泰的棺木上写着这样的字样：“诗人，历史学家，哲学家。他拓展了人类的精神，他使人类懂得，精神应该是自由的”。

不久后，人们发现安息在先贤祠中的第一位“客人”米拉波曾经为国王效劳，而且从国王那里收受巨额钱财，认为他不配安息在这里，便又决定把他的灵柩移走，在它的位置上安放了遭到暗杀的革命家马拉的遗体。1794年10月11日，另一个启蒙思想家卢梭的遗体也被迁到这里，与伏尔泰为伴。富有讽刺意味的是，卢梭与伏尔泰既是启蒙运动中的战友，也是彼此攻击、谁都看不起对方的不共戴天的死对头，他们为伴在先贤祠的同一个墓室中待了两个多世纪，也算是“不是冤家不聚首”，谁让他们都是法兰西国家的伟人呢！