古希臘人如何在2200年前測量地球的大小?

古希臘的

亞里士多德

在其著作《論天》中指出地球是球體後,“地球有多大”開始成為人們關心的話題。大約一百年後,

埃拉托色尼

(公元前 275年-公元前 193年)終於有所突破,在其著作《地球大小的修正》中描述了計算地球周長的方法。

古希臘人如何在2200年前測量地球的大小?

埃拉托色尼

在已知地球是球體的前提下,只需要知道地球表面一段弧長的大小,以及這段弧對應的圓心角,即可計算出地球的周長。

埃拉托色尼選擇了埃及南北兩個城市作為測量點:

賽伊尼

亞歷山大

。兩地的距離容易測出,儘管在當時的條件下,準確度難以保證。圓心角如何測量呢?答案是利用太陽光。

當時已經知道在賽伊尼(今天的阿斯旺,

阿斯旺大壩

應該都聽說過)有一口深井,每年夏至日正午的時候,陽光可以直射井底。同一時間,測量亞歷山大城一座方尖塔的陰影,可計算出陽光與塔身的夾角,利用平行線內錯角知識,可以知道該角度就是所求的圓心角。

古希臘人如何在2200年前測量地球的大小?

A為亞歷山大城,S為賽伊尼城

當時給出的測量結果是7。2度,也就是圓周的1/50。因此將兩個城市的距離乘以50就是地球周長。埃拉托色尼給出的地球周長為25萬斯塔德(1斯塔德=157米),即39250千米,與今天的結果對比,誤差只有2%。

對於一個2200多年以前的古人,得到的這個結果,可以說是太過於準確了。以至於後世對其真實性充滿了爭議。埃拉托色尼的整個測量中,至少要在三個地方需要儘可能的精確,才能保證最終地球周長結果的準確性。

賽伊尼與亞歷山大兩座城,並不嚴格在同一經度圈上。兩地正午太陽最高的時間,並不是同一時間。想要實現同時測量有一定的困難,以當時的條件未必能做出足夠精確的計時儀器。

兩地距離的測量也難以準確。有說法是委託商隊測的,而商隊的測量工具竟然是駱駝,聽著不太靠譜。

方尖塔塔身如有傾斜,則測出的與陽光的角度就會發生變化。7。2度的夾角中,是否包含了塔身傾斜的影響,而這個傾斜造成的影響大小又如何衡量?

埃拉托色尼,被稱為“地理學之父”,西文中的“地理學”一詞就是他創造的。另外,經緯度的概念也是他最先提出的。

對於埃拉托色尼的測量方法,你怎麼看呢?歡迎留言討論。