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地球有多大?

以他的名字命名的著名定理而闻名于世的毕达哥拉斯,是肯定地球是圆的第一人。在公元前4世纪,古希腊的希拉克利德首先提出地球自转,以解释整个天球的运行,即周日运动。所以人们开始假设地球是一个球体,但直到公元前3世纪才由厄拉多塞内斯首次计算出地球的周长。

毕达哥拉斯

大约公元前570年生于萨摩斯岛。传说他在参加奥林匹克运动会取得古拳击比赛胜利后,便前往古希腊的莱斯沃斯岛、黎巴嫩的西顿、埃及的孟菲斯和底比斯、巴比伦、克里特,然后到达色雷斯和德尔菲,之后在大希腊的克罗托内(现意大利南部)建立了一个学术团体。他在那里研究并教授数学、音乐和哲学,并研究另外一种学问,永生和灵魂转世、托生及再生方法。他的社团介于邪教与宗教之间,但社团内部共享财产和科学知识。这种毕达哥拉斯学派人士也参与政治活动,支持克罗托内的专制制度(现在称之为开明专制),最终引发一场民众骚乱,在此过程中毕达哥拉斯的社团也土崩瓦解了。像许多重要历史人物一样,毕达哥拉斯在他的时代及之后都产生过持久的影响,他没有著作传世,他的学说只是通过他的弟子广为流传。

厄拉多塞内斯使用纯几何学方法计算出了地球的圆周长度。他知道在6月21日夏至那一天,正午的太阳在空中的位置位于最高点。他还知道,在那一天,在位于北回归线上的赛伊城(今天的埃及阿斯旺)的某一口井中不会出现阴影。他推断出那时的太阳恰好与当地垂直,因为阳光能直射到井底。在当天的同一时间,还发现在亚历山大城的一座方尖碑会向地面投射阴影,即太阳不是垂直的……厄拉多塞内斯用了点三角几何学方法,就推算出阳光与垂直线之间的夹角为7.2度。

假设太阳距离很遥远,厄拉多塞内斯可以认为太阳照到地球的光线都是平行线,只有地球的球体造成了赛伊城未见倾斜的阳光与他在亚历山大城观测的阳光所出现的倾斜差异。于是,作为假设地球为球体的先人之一,厄拉多塞内斯便计算出了地球的圆周长度。当然他还需要知道赛伊城到亚历山大城之间的距离……

这个与厄拉多塞内斯画的图相似的四分之一圆中,表示赛伊城到亚历山大城之间的距离为5000斯塔德(古埃及长度单位,1斯塔德=157.5米)的圆弧对应的圆心角为7.2度。已知360/7.2=50,厄拉多塞内斯算出共需要50段这样的圆弧才能形成一个完整的圆,他因此得出结论,地球的周长就是5000斯塔德的50倍,即250000斯塔德。

厄拉多塞内斯为了进行估算,聘请了一位丈量师,这种古埃及的土地丈量师的任务是按照所走的步数来计算距离。他根据骆驼走过2座城市的天数时间,得到的结果是5000斯塔德,这是奥林匹亚或德尔菲体育场所使用的长度单位,约等于157.5米。厄拉多塞内斯在得知这个测量数据后,便在他的蜡板上画了几个几何图案,推论出地球的周长是250000斯塔德,即39375公里。对于那个时代来说,这个结果是令人惊奇的,因为现在最精确的测量结果是40075.02公里(赤道位置)!

厄拉多塞内斯

他身兼数学家、历史学家、地理学家和几何学家,并于公元前240年应法老托勒密三世之邀就任亚历山大城图书馆馆长。根据传说,他在70岁以后失明,再也看不到星星,致使这位天文迷绝食而亡。作为一位天文学家,他曾编制日月食表和包括了675颗星的星图。他证明了赤道与黄道之间的偏角,并计算出了这个偏角的准确度数。他还发明了浑仪(一种由标有刻度的金属圈做成的天球模型),并建设了第一座天文观测台。他的成就还涉及海洋和陆地的分布、风、气候带以及山脉的高度。

人们认为“geographie”(地理)一词是厄拉多塞内斯创造的。这个词包含2个希腊语词根gê(大地)和graphein(描述)。他根据这个词语的词源,描绘出一幅他的时代已知的居住适应地带(ECOUMENE)的地图。对于他和在他上个世纪的亚里士多德来说,居住适应地带就是在地球上唯一的海洋中的一座孤岛。4个世纪后,托勒密在《地理学》中提出的居住适应地带地图,就是直接受到了厄拉多塞内斯研究成果的启发。

厄拉多塞内斯把地球分成5个平行的区域,即环绕赤道的热带区,极地的2个冰盖区,以及在极地和赤道之间的2个温带区。直到8世纪,即在亚里士多德1600多年之后,由于托马斯·阿奎纳带领教会接受亚里士多德学说,厄拉多塞内斯的地球是圆的观点,才被政治和宗教方面认可,即:地球是圆的,但认为地球是静止不动的,而且位于宇宙的中心。 MpRPaV9gx5Volt5iyqgLTj+oqT4QdWXD6DVFclPoda4tr9ZY/Bf1ayu4AjHy2/9B

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