“鍾表定向”的科學原理
對於在沙漠，草原或雪野上迷了路的人，識別方向無疑是至關重要的。
我們設想一位迷失了方向的人，麵臨著一種艱難的境地，他在旅行中賴以辨認方向的羅盤，不幸丟失了！我們試圖幫助他從這一困境中解脫出來。
倘若故事發生在睛天的夜晚，那是不用愁的，因為北天的那顆極星，可以準確地為你指示方向。
倘若故事發生在陰天，情況似乎比較棘手！不過，隻要細心觀察周圍，還是有希望找到一些辨別方向的標誌。如北半球樹木的年輪一般是偏心的，靠北方向（N）年輪較密，而靠南方向（S）年輪較疏，這是由於樹木向陽一麵生長較快的緣故。又如，有時在荒野中我們會看到一些殘垣斷壁、破寺敗廟，按中國的習俗，這些建築物一般是座北朝南的。
假如我們的主人公在一望無際的沙漠中迷失了方向。周圍當然不可能奇跡般地出現廟宇和樹樁。當空的烈日，正使他陷入一種茫然和絕望！此時，如果誰能告訴他，他手上戴著的手表，就是一隻標準的“指北針”，那麼他一定會為此而欣喜若狂！
也許你會疑慮重重，然而事實確是這樣！鍾表定向的方法是：把手表放平，以時針的時數（一天以24小時計）一半的位置對向太陽，則表麵上“12時”指的方向便是北方。例如表麵上指的時間若是早上8時零5分，其時數一半的位置大約是“4.04時”，以這個位置對向太陽，則“12時”所指的方向即為北方。應當注意的是，對向必須準確。為了提高精度，我們可以用一根火柴立在“時數一半”的地方，讓它的影子通過表麵中心，這表明我們已經對準了太陽的方向！
我想你一定很想知道用鍾表定向的科學道理，這是不難的！不過要徹底弄清它，還得先了解地球的自轉。
眾所周知，白天的出現和黑夜的降臨，是由於地球的自轉。然而，曆史上有很長一段時間，人們對此半信半疑。遲至公元1805年，一位相當聰明的法蘭西科學院院士梅西爾還這樣寫過：“天文學家要使我相信，我像一隻燒雞穿在鐵棍上那樣旋轉，那真是用心枉然！”不過，這位學者的偏見，並沒能阻止地球的旋轉，從那時起地球又一如即往地轉動了六萬七千轉！
公元1851年，法國科學家傅科在著名的巴黎國葬院，作了一個直接證明地球旋轉的驚人表演：讓一個大鍾擺在地麵的沙盤上不斷劃出紋道（左圖）。雖說這個擺同其他自由擺一樣，不停地在同一方向、同一平麵上來回擺動。但地球及國葬院的地板，都在它底下極其緩慢地轉動著，因此沙盤上劃出的紋道，也一點點一點點由東向西緩慢而均勻地改變了方向。傅科擺的擺麵旋轉一周所用的時間與當地的緯度有關：在極點需要24小時時；在巴黎需31時47分；我國北京天文館的傅科擺，擺麵旋轉一周約需37時15分。
傅科的實驗使我們親眼見到了地球的均勻自轉。地球自轉一周，在人們的視覺假象中，太陽好像繞地球旋轉了360°。與此同時，手表麵上的時針走了24小時，繞表心旋轉了720°。由於以上兩者的轉動都是均勻的，從而視覺中太陽繞地球旋轉的角度y，與表麵上時針旋轉的角度x的一半，應當是同步的。這表明，當選定各自計算的起始角後，應當有
為直線的斜率；b稱為截距，恰等於直線截y軸的有向距離。
將上述一次函數式變形得：
這意味著，視覺中太陽旋轉的角與時針旋轉的半角之間，相差是一個常量。這一變量中的常量說明，將“時數的一半”對向太陽時，手表麵的位置是恒定的，不因時間的推移和太陽的升落而變化。當早晨6點太陽升起在東方時，我們用“6”的一半“3”去對準東方，那麼“12時”所指的方向自然就是北方了！而這一方向，在太陽與時針同時運動中，保持恒定。這就是“鍾表定向”的科學原理。