公元前3世纪后期

埃拉托色尼精确丈量地球的形状和大小

地球是什么样子？这个问题和人类的宇宙观紧密联系在一起。与种种夸张的臆想不同，公元前4世纪，古希腊学者亚里士多德首先通过科学的观察，得出了正确的结论。身处北半球的亚里士多德根据由北向南行走的人看见天上的北极星的位置逐渐向北移动，由此推断大地为弧形。亚里士多德还根据月食发生时，月面上一个移动的弧形轮廓的阴影，推断出地球是个球体。

对于地球的形状，亚里士多德的判断只是建立在逻辑推理的基础之上，而直到16世纪麦哲伦船队完成环球航行，人类才用自己的足迹完成了证明地球形状的实验。

而关于地球这个“球”到底有多大的问题，则是由另一位古希腊学者埃拉托色尼解答的。

埃拉托色尼生活在埃及托勒密王朝时代，当时埃及有两座城市——亚历山大和塞恩，亚历山大位于埃及最北面尼罗河入海口的地中海沿岸，塞恩则位于埃及南方。今天看来，这两座城市大致位于同一条经线上，且塞恩城位于北回归线附近。埃拉托色尼观察到，每年夏至（公历6月21日或6月22日）这一天正午，塞恩城的阳光直射地表，所有直立的物件都没有影子；而同一时刻在北方的亚历山大，阳光与地表垂直物之间却有一个7.2°的夹角。埃拉托色尼认为，照到地表的阳光是一组组平行线，由于地表是弧形的，阳光在塞恩城垂直于地面，而在亚历山大港，阳光与地面之间就会出现7.2°的夹角。塞恩城与亚历山大港的直线距离为800千米。利用相似角原理，就可以计算出地球的周长为40000千米。

×800＝40000（千米）

目前，人们实测获得的地球平均周长数据约40042千米，埃拉托色尼的计算结果误差仅0.1%。

由于太阳距离地球非常遥远，照射到地表的阳光可以视为平行线，对于这一点，埃拉托色尼的假设没有问题。他将无限宇宙看作普通的三维空间，用一个影子、一件测量工具和初中程度的几何学知识，就毫无悬念地计算出地球的最大圆周长度。时至今日，埃拉托色尼的实验还是全世界中学数学课上的经典案例，它体现了科学实验简单而优雅的美。