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光是万物之源。光合作用造就了地球上的生命,而光和火则推进了人类文明的进程。千百年来,无数人前仆后继,希望能从科学的角度上解读光。其中,对光速的测定在科学史上具有非常特殊而重要的意义,它打破了光速无限的传统观念,让人们得以窥探到光的本质,推进了物理学的发展。
光伴随人类发展(wordpress)
伽利略的两个灯笼
一直到17世纪,对于光是否拥有速度这一问题,科学界都还没有定论。早在公元前4世纪,就有人提出,光是一种运动,必须花费一些时间来行进,因此,光是具有速度的。这个说法被很多鼎鼎有名的人包括亚里士多德、开普勒、笛卡尔所反对,他们认为,光的传播是瞬间完成的,不需要时间。
在科学界,打嘴仗是没有用的,只有实验才能终结争论。早在年之前,爱挑战权威的伽利略就进行了史上第一个测定光速的实验。他的实验计划非常简单:找来两个人和两盏灯笼,让他们分别站在两座相距一英里的山顶上。第一个人举起灯笼时便开始计时,第二个人看到第一个人的灯笼便也立即举起自己的灯笼,当第一个人看到第二个人的灯笼时便停止计时,这样一来二去就可以得到光行进两英里所需要的时间,从而求出光的速度。
灯笼实验的示意图(hamamatsu)
稍微一想便知道,这个实验的误差太大,绝对不可能成功。伽利略也承认,自己的实验没办法给出确切的光速,他只知道,光的速度一定非常快。他没有猜错:如今我们已经可以计算出,光行走两英里所需要的时间大约是11微妙,这是不可能被人所察觉的。
虽然这个灯笼实验质朴得有点好笑,但是这个尝试却为光速的测定开了先河。作为科学界的红人,伽利略也引领时尚,为这个物理问题带来了不少
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