三百多年以前伽利略接受羅馬教廷的審判,當他被迫承認地心說的時候,有人記載說,伽利略喃喃自語道："可是地球仍然在動啊!"伽利略是否說過這句話已經不可考,按理說後人杜撰的成分比較大.很難想象有人聽見了伽利略低聲說出的"異端"言論,並且把它記錄了下來,更何況當時伽利略已經神志不太清醒.聖經說大地是不動的；而現在,即使是小學三年級的學生也知道地球存在自轉和公轉.那麼,一個問題是,如何觀察到地球的運動--比如自轉呢?

150年前的實驗

時間回溯到1851年的巴黎.在國葬院（法蘭西共和國的先賢祠）的大廳裡,讓·傅科（Jean Foucault）正在進行一項有趣的實驗.傅科在大廳的穹頂上懸掛了一條67米長的繩索,繩索的下面是一個重達28千克的擺錘.擺錘的下方是巨大的沙盤.每當擺錘經過沙盤上方的時候,擺錘上的指標就會在沙盤上面留下運動的軌跡.按照日常生活的經驗,這個碩大無朋的擺應該在沙盤上面畫出唯一一條軌跡.

實驗開始了,人們驚奇的發現,傅科設定的擺每經過一個周

期的震盪,在沙盤上畫出的軌跡都會偏離原來的軌跡（準確地說,

在這個直徑6米的沙盤邊緣,兩個軌跡之間相差大約3毫米）."地球真的是在轉動啊",有的人不禁發出了這樣的感慨.

自轉和慣性

傅科的這個擺的是一個演示地球自轉的實驗.這種擺也因此被命名為"傅科擺".傅科擺為什麼能夠演示出地球自轉呢?簡單的說,因為慣性.

通常,我們說"地球具有自轉"的時候,我們並沒有明確出它到底相對於什麼自轉.這是一個非常重要的問題,如果沒有參照物,談論運動是不可想象的.還沒有辦法在空間中打上一根釘子作為絕對的參照物,因此,我們只能依靠較遠的、看起來似乎是靜止的天體作為參照物.事實上,那些天體也絕不是"空間中的釘子",只不過因為它們實在太遙遠了,我們不妨--事實上恐怕也是唯一的選擇--把它們作為參照物.以遙遠的恆星作為參照物,一個物體不受外力作用的時候,將一直保持它的運動狀態.這也是牛頓第一定律的內容.

擺是一種很有趣的裝置.給擺一個恰當的起始作用,它就會一直沿著某一方向,或者說某一平面運動.如果擺的擺角小於5度的話,擺錘甚至可以視為做一維運動的諧振子.

現在,考慮一種簡單的情況,假如把傅科擺放置在北極點上,那麼會發生什麼情況呢?很顯然,地球在自轉--相對於遙遠的恆星自轉.同樣,由於慣性,傅科擺的擺錘相對於遙遠恆星的運動方向（平面）是不變的.（你可以想象,有三顆遙遠的恆星確定了一個平面,而傅科擺恰好在這個平面內運動.由於慣性,當地球以及用來吊起擺錘的架子轉動的時候,擺錘仍然在那個平面內運動）那麼什麼情況發生了呢?你站在傅科擺附近的地球表面上,顯然會發現擺動的平面正在緩緩的轉動,它轉動的速度大約是鐘錶時針轉動速度的一半,也就是說,每小時傅科擺都會順時針轉過15度.

如果把傅科擺放置赤道上呢?那樣的話,我們將觀察不到任何轉動.把擺錘的運動看做一維諧振（單擺）,由於它的運動方向與地軸平行,而地軸相對遙遠的恆星是靜止的,所以我們觀測不到傅科擺相對地面的轉動.

現在把傅科擺移回巴黎.擺錘的運動可以分解為沿地軸方向的和與之垂直方向上的兩個分運動.後者會產生相對地面的旋轉（正如北極的傅科擺）.這兩個分運動合成的結果是,從地面上的人看來,傅科擺以某種角速度緩慢的旋轉--介於傅科擺在北極和赤道的角速度之間.（也可以從科里奧利力的角度解釋,得出的結論是一樣的）如果在北極的觀測到傅科擺旋轉一週的時間是A（A=24h）,那麼在任意緯度γ上,傅科擺旋轉一週所需的時間是A/sinγ.對於巴黎,這個數字是31.8小時.

你沒有看到過每天太陽從東方升起嗎？說明地球轉了一圈兒。沒有看到地球的四季更替嗎？說明地球圍著太陽轉了一圈兒。

如果你是華人，肯定能感覺到，多數地球人也能感覺到。如果生活在赤道中的人，可能感覺公轉並不明顯，肯定有別的方法。但地球自轉也能感覺到，凡是地球人都能感覺到。

你知道和中國最新建交的國家叫什麼名字嗎？叫吉里巴斯，該國有特點，是地球東西南北的交匯點。如果能夠了解他，你會長知識。關於地球自轉和公轉的問題，你想的會更加明白。