（1）

   讨论光速（http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_light），先得定义光是个什么东西。这个争论相当厉害，贯穿了光学的发展史。最早希腊的哲人们（http://en.wikipedia.org/wiki/Euclid，http://en.wikipedia.org/wiki/Ptolemy），认为光是人的眼睛的发出的象钩子一样的东西，你眼睛的钩子钩住了东西，你就看见了那东西。那么最早的时候我们会认为光的速度就是钩子钩住东西的速度。

而至牛顿以降，光到底是什么，就分成了微粒说和波动说两个大的派别：微粒说认为光就是些跑来跑去的小乒乓球，而波动说则认为光是一种波，跟水波和声波都差不多，和水波依靠水传播，声波依靠空气传播一样，光波则要依靠一种叫做以太（http://en.wikipedia.org/wiki/Luminiferous_aether）的物质传播。因此，我们说到速度的时候，在微粒说的时候，我们会认为光速，不过就是这些小乒乓球的传播速度；在波动学说里，光的速度，则是波的传播速度。到了100年前，乃至现在，我们会认为光的传播也不靠以太了，光由光子构成，其性质则粒子性和波动性兼备。而说到光的速度，我们的表述则是“粒子化”的，我们会说“光子的速度”。

不管是钩子也好，微粒也好，波动也好，虽然模型不同，定义速度的方式不同，但是我们都可以问，光到底有多快呢？生活于公元初的伟大的希腊工程师西罗（http://en.wikipedia.org/wiki/Heron_of_Alexandria）就认为，光是无限快的。他的理由很充分，当那东西一显现，你就看见了，不管那东西离你有多远。当然你也可以说，光实际上不是无限快，是因为光太快了，所以我们察觉不到这个速度的变化。（在没有办法获得足够的实验事实以前，这种辩论没什么特别的意义，就象黄秀清非要搞两个光速前行的小车相互对看一样。）

当然你得想办法做点实验。参与做实验的尝试很多，像伽利略（http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei）就曾经宣称把个灯笼放得远远的，定时突然揭开灯笼罩子，你则观察一下，是不是能看到光的延迟。实验结果不太好，所以他只能宣布光既使不是无限快，那也是相当快。

（2）

在大航海时代（Age of Exploration, http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_navigation）,确定船队在地球上的经纬度具有极其重要的实用意义。纬度的获得是比较容易的，白天看太阳的高度角，晚上则看北极星的高度角，都非常容易。但是讨论到经度，则让人伤透了脑筋。

在大航海时代，确定经度都是同样的思路。

先是计算所在地的当地时间，这个计算相对容易，可以通过六分仪观察太阳或者某颗星星的位置来确定。比如，一个典型的求取当地时间的方法，通过当地的正午时分（midday）-这个时候太阳影子最短-来确定当地的正午时间12点钟。

如果能够算出甲地的当地时间和乙地的当地时间在同一个时刻的当地时间差，就可以算出当地和另外一个地方的经度差了。

如何确定这个时间差呢？有两个办法：1）在航海前，先以陆地的当地时间校时，然后带个高精度的钟，航行到某个位置测当地时间，再计算出当地时间和时钟的计时差距。比如到达某个地方测的正午是钟上的下午1点钟，那么就说明我们跟出发时比，处在了偏西的一个时区。2）观察某个天文事件，比如两个行星相互遮挡的时候，在不同地点观察的时间差。然后根据这个时间差，也可以算出经度。

依靠第一个办法，必须有个高精度的钟。实际上到整个大航海时代的尾声，才有了高精度的天文钟，但是由于太贵，使用并不普及。（http://en.wikipedia.org/wiki/Marine_chronometer ）

第二个办法，需要频繁的可以观察的天文事件。显然，两个行星相互遮挡并不是好主意。

意大利的Amerigo Vespucci（http://en.wikipedia.org/wiki/Amerigo_Vespucci）大约在公元1500年左右的某个时间，终于想到了个聪明办法-利用月球。有一个特定的时刻，此时在欧洲大陆的某点上正好可以看见月亮挡住某个星体，比如火星。在这个特定时刻附近，在地球上别的位置，观察月亮和火星的高度角差别，就可以确定所在位置的经度了。但是由于月球靠地球太近，导致同一天文现象在地球上观察到的情况完全不同，所以这个办法有很多局限。以火星和月亮连线为例，一则是需要和月亮要相互靠近连线位置，这个办法才有效，但是这样的时刻并不多；二则需要有精确的计时和精确的高度角测量，以便在茫茫大海之上，准确知道这一时刻的来临。这个办法经改进，后来发展成为测“月角距”的办法，（http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_distance_(navigation），在天文钟普及以前一值广泛使用。

伽利略则找到了另外一个频繁出现的，而且在地球上能同时看见的位置，看起来现象完全一样的天文现象：用望远镜观察木卫一绕木星旋转所产生的蚀（eclipse of Io）。木卫一转得相当快，只需要42又1/3小时就绕木星转一圈；而且木星和木卫一都相当亮，非常容易观察。所以观察木卫一进入木星和离开木星的阴影区的位置-这被称为木卫一的蚀（eclipse of Io）-就相当于在天上有了个相当靠谱的时钟。木卫一是伽利略在1610年观察到的，取名叫艾奥（Io）。艾奥是宙斯的情人之一。

伽利略将这个美妙的办法提供给了西班牙的菲利普三世（http://en.wikipedia.org/wiki/Philip_III_of_Spain），以便谋取一笔奖金。—菲利普三世设了个大项目，希望能够更精确地在海上确定船队所处的经度。（那个时候欧洲的国王们纷纷设立这类项目）

但是，在颠簸的大海上，准确地观察木卫一何时消隐，何时显现，非常困难。因此，这个办法并不实用。

（3）

在颠簸的海上不能使用的办法，在陆地上则应该是个好主意。故此，意大利的Giovanni Domenico Cassini（http://en.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Domenico_Cassini）就找比较有钱的路易十四立了个项，从1669年开始建立巴黎天文台，并且利用Io精确地确定了法兰西的大小。

正是这段时间，我们的主角出场了：1671年，丹麦人Ole Rømer（http://en.wikipedia.org/wiki/Ole_R%C3%B8mer），25岁的时候成为Picard（ Jean Picard）的助手，在哥本哈根附近乌拉尼堡天文台（ Uraniborg, on the island of Hven）观察艾奥的蚀；1672年，又去到巴黎作为Cassini的助手，接着观察艾奥的情况。

现存的Romer的手稿，有Romer整理的从1868到1878十年间60次关于艾奥的记录。这些记录，包含了romer做学生时在哥本哈根的圆堡，在乌拉尼堡，在巴黎持续不断的对艾奥的观察。

正是从这些观察中，Romer发现，艾奥的显现时间间隔周期或者消隐间隔周期并不固定。

什么原因造成了这样的不固定呢？Romer给出了他的解释：光是有限速度的。在不同的时段观察艾奥的显现或者消隐，由于地球不停地绕太阳旋转，所以两次观察间，艾奥到地球的距离不同，光到达地球需要的时间也不同，最后光正好造成了间隔时间的变化。而后，惠更斯正是根据Romer的数据和解释，在人类历史上，第一次估算了光速，为220000公里/秒。