导语:假如我们进入太空,就可以轻易地看到我们的地球是球形的,但是在古代,人们如何才能第一时间知道地球脚下是球呢?世界上最博学的人,第一个用科学的观点来证明地球是圆球的人。

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01

地球形状研究的历史

1、领航员的冒险

在1519年9月20号,一个航海家麦哲伦率领一支船队从西班牙的塞维利亚港出发,他们一直向西航行,花了将近三年的时间才返回塞维利亚港,这个故事首次证明地球是球形的。

但是,古希腊人早在1800年以前就知道地球是圆的,世界上第一个用科学方法证明地球是圆的人,就是古希腊大哲学家亚里士多德,他出生在古希腊北部一个叫马其顿的小国家,他的父亲是马其顿国王的宫廷御医,但是他年幼时,父亲就去世了,17岁时,亚里士多德进入雅典的柏拉图学院学习,在那里,他受到了著名的古希腊哲学家马其顿的赏识,被称为“园中之灵”。

2、亚里士多德的一种推测

不过,亚里士多德并没有完全接受柏拉图的学术观点,在一次学院大会上,亚里士多德在众人面前毫不客气地驳斥了柏拉图的观点,有人说他不尊敬老师,但不料亚里士多德却直接回应了这句古老的名言:「我爱我的老师,更爱真理。」

柏拉图死后,亚里士多德离开雅典,在马其顿找了一份教书的工作,名声大振的亚历山大大帝正是他的学生。自那以后的很多年里,亚里士多德与亚历山大相伴,除了教给他科学和文化知识外,他还致力于培养自己征服世界的抱负。

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8年后,亚历山大继承了马其顿王位,并很快征服了所有古希腊城邦,亚里士多德返回雅典,成为国王的使者,并在那里建立了自己的学院。在雅典,亚里士多德很快确立了自己在学术界的地位,并以讲义为基础,撰写了大量的学术著作,涵盖了当时人们可以涉猎的各个领域,使亚里士多德成为世界上最有学问的人。

02

科学家的研究

1、月食

通过“亚里士多德”月食,证实地球是圆的。

亚里士多德在《论天》一书中首次从科学的角度论证了“大地是圆球”。

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阿瑞斯托特认为,既然我们看不到整个地球的形状,那么我们能看到它的影子吗?

答案是:只要月全食出现,我们就能看到地球的影子。

在对月全食进行了多次观察之后,亚里士多德仍然发现了一个非常有趣的现象:月全食发生在一个月亮的时候,月亮上的黑色斑点总是呈弧形,因此,他推断,地球的影子应该是圆的,也就是,地球本身是圆的。

2、精确测量

地理学之父·第一个精确测量地球尺寸的人。

世界上第一个准确测量地球尺寸的人也是古希腊人,他是著名的哲学家“埃拉托瑟尼”,像亚里士多德一样,他在许多领域,如数学,物理,天文,诗歌和戏剧方面,都作出了巨大贡献,而且,他最早提出了地理学,以及经度和纬度的概念,因而被世人称为“地理学之父”。

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但是,《埃拉托瑟尼》在雅典求学期间,有一个人物总是胜过他,这个人物就是后来被称为“机械之父”的阿基米德。不可能超越阿基米德,所以“埃拉托瑟尼”选择了埃及,当他成为了亚历山大图书馆的馆长,在那里他终于找到了自己的位置,在埃及法老的支持下,“埃拉托瑟尼”最多的藏书还是在希腊,因为没有发明印刷术,所有的书都是手稿,而且在埃及法老的支持下,“埃拉托瑟尼”花了大笔钱把这些古希腊大图书馆都借给了埃及,亚历山大图书馆很快就成了当时世界上最大的图书馆,而他们自己的馆员只需要一份当地手稿,就能完美地把手稿临摹出来,而且在还书的时候,“埃拉托瑟尼”会把真迹留在自己的图书馆,这样亚历山大图书馆就成了当时世界上最大的图书馆。

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03

地球的周长与日光

1、地球的圆周

经过日光照射,“埃拉托瑟尼”计算地球的周长。

埃拉.托特纳尼利用图书馆的资源进行学术研究,他一生中最著名的研究工作是测量地球的周长,在公元前2世纪的埃及南部,有一个名叫 Siyani的城市,现在它处于“阿斯旺”地区,那里有一口著名的深井,在夏至的中午,太阳可以直接射入井底,此时太阳正位于 Siyani的正上方,也就是说,太阳与地球的球心的连线正好垂直于这口井的球心。每年夏至日,都会有不少游客来此观光,因此,今天我们才知道,这是因为这里位于北回归线上,可以用来测量地球周长的「埃拉托瑟尼」发现。

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2、阳光照射

夏季至正午,太阳光可直接照射到井底的深井中。也就是说,直接从井底射出的太阳光可以穿透地球的球心,而“埃拉托瑟尼”在亚历山大测量了方尖碑高的阴影长度,即方尖碑与太阳光的夹角,约为7.2度,通过简单的几何知识,就可以知道,方尖碑与塞伊尼和亚历山大之间那那段弧线的夹角,和地球球心的夹角,由于环绕地球的圆弧角度是360度,所以两座城市之间的距离大约是地球总周长的1/50。

“埃拉托瑟尼”派出了一队埃及人,一点一点地测量塞伊尼和亚历山大的距离,最后得出“5000斯塔德”,这样阿拉托索尼就能测量地球的周长,即大约250000斯塔德。

结语:古埃及人的“帕斯塔”,相当于现代人的157米,因此,“埃拉托瑟尼”被换算成今天的长度单位,即39375千米,根据现代地球卫星测量,地球周长为40076千米。2200多年前,“埃拉托瑟尼”用直尺测量地球的周长,和今天科学家用卫星测量的距离只有2%。在2300多年前对地球进行的一次月全食观测中,“亚里士多德”发现了地球的圆形阴影,由此推测地球本身是一个球体。2200多年前,“埃拉托瑟尼”用尺子和基本几何知识测量了地球的周长,为337,700千米,显然,在古代,即使没有任何观测条件,智者仍能依靠智慧发现地球的许多秘密。