（4）

   为什么艾奥的显现或者消失的周期间隔变化会受光速影响呢？我们来看看Romer的解释：

图一 艾奥的旋转周期

如图1，艾奥之所以会发生所谓“蚀”，是因为其进入了木星的阴影区，这样就不能被太阳照到，也不能反射阳光了，所以地球上用望眼镜观察，就会觉得艾奥沉入黑暗之中，也观察就看不到它了。“蚀”分两个阶段，分别是消隐（immersion）和显现（emergence），分别是指艾奥进入阴影区和离开阴影区的过程。而艾奥在绕木星的轨道上周而复始地旋转，如果其旋转周期固定，则她总是经过等间隔的时间到达同一位置。但是，对于我们这些观察者，由于我们在地球上，那么在地球绕太阳轨道的不同位置，比如图中所示的$T_{1}$，$T_{2}$和$T_{3}$,$T_{4}$位置，我们看到在其自身轨道上的艾奥到地球的距离$L_{1}$，$L_{2}$和$L_{3}$,$L_{4}$并不相同。如果是光速是有限的，而且其有限性在这样的距离L的变化中体现出来，那么最后我们就会发现，如果艾奥转一圈的周期固定的话，那么地球上观察到的艾奥旋转周期在地球从$T_{1}$到$T_{2}$的运动过程中，看起来就要长些，因为每次光都要多走些路；反之，如果地球从$T_{3}$到$T_{4}$的过程中，艾奥的周期就要短一些。从图2，我们可以想象这个观察的过程：在地球上，我们要在黑夜才能观察星空；而艾奥要反射太阳光，并且不为木星遮挡光路，我们才能观察到。

图2  图1中，让太阳发光，而其他行星和行星卫星反光的情况示意。

图3就是《学者报》（ Journal des sçavans）1676年12月7日报道Romer的解释的新闻所用的图。图中D是艾奥消隐的点，可以被K和L位置的地球看到；而C是艾奥显现的点，可以被G和F的位置的地球看到。当然，图不是按照比例画的，只是为了解释过程而已。

图3 1676年12月7日新闻报道上的图。

实验本身的结果，是8年的观察结果的总结，参与者包括Romer，Picard，当然还有整个项目的领导者Cassini。最能显示延迟的例子，是1672年的三月7号晚上7点58分25秒观察到艾奥的隐没，到3月14号晚上9点52分30秒观察到艾奥的再次隐没。这段时间艾奥绕木星转了四圈，所以可以算出观察得出的平均轨道周期为42小时28分31又1/4秒。但是到了4月29日的晚上10点30分6秒-这时从7号算起艾奥已经转了30圈-再次观察到艾奥隐没。对这转三十圈的时间求平均，可以求出平均轨道周期为42小时29分3秒，比之前一个平均值多了32秒。如果用光速有限引起观察延迟来解释，确实是个不错的结果。

（5）

Romer的解释并没有被Cassini完全接受，Cassini只把其列为可能的原因之一，另外的原因还包括地球轨道的不规则和木星轨道的不规则。而且Romer同时也受到了Picard的类似怀疑。Cassini最有力的质疑是，为什么木星的另外两颗卫星木卫2和木卫3没有类似的结果？而Romer的坚定支持者惠更斯（ Huygens）也向Romer提过这个问题，并寻求Romer的解释。Romer的解释是说，其它两颗卫星的别的他也不能解释的不规则运动太大，所以掩盖了光的速度有限引起的相关效应。（这个解释，在现在看来依然很牵强。如果当年我也参与论战的话，估计我会站在Cassini一边。）

（6）

Romer自己并未计算过光速，毕竟Cassini和Picard是他的老板。解算的人是惠更斯，他利用了大约的概算，以及当时认为不算太精确的日地距离，算出了光速大约为220000km/s。而Romer的支持者，除了惠更斯以外，还包括牛顿（Isaac Newton）和当时正年轻的哈雷（Edmond Halley）。

（7）

科学，从来都不是按照我们惯常宣传的路子前行的。正确和谬误纠缠，主流和末流交叉，为了也不是那么高尚的所谓基础科学的不那么实用的目的-伽利略为了将木卫一的方案卖给菲利普三世很花了点心思，甚至将望远镜浸到油池中以便其在海上颠簸的时候保持平稳，虽然最后这笔买卖没有做成功。（http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_longitude）

毕竟，我们总是有些狂热的人，他们相信一些东西，并践行其所信。是他们的光照亮了这个世界，也照亮了那些本来可能埋没的思想。

在这一节的尾声。我们要提到一下日地距离的测量：1672年，正是Cassini领导，巴黎天文台和身处法属圭亚那的Cayenne的同事 Jean Richer 同时测定了火星在天球上的位置，利用视差原理第一次靠谱地算出了日地距离为21700倍地球半径，虽然这个结果还不如惠更斯1659年测算得更靠近现代值。（http://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_unit）