书城科普读物改变历史的科学发明·实验·预言
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第108章 测量地球周长的实验

2000多年前,他用巧妙的科学实验首次测出了地球的周长,成为科学史上的一大奇迹。

这是2000多年前的一个黄昏,在地中海亚历山大里亚的海滩上,躺着两个人:一个是古希腊学者阿基米得,另一个是亚历山大城图书馆馆长埃拉托色尼。

阿基米得遥望星空,似乎在思考着什么。突然,他坐了起来,问道:“我们脚下这片坚实的大地,到底是不是一个平面?”

“当然不是。”埃拉托色尼肯定地说,“我们看到大海上远处驶来的航船,首先看到的是航船的桅杆,然后才是船身,看似平坦的海面,实际上是弧形的。所以,早在一个世纪前,我们希腊的大学者亚里士多德就推测大地是球形的,叫地球。”

阿基米得点点头说:“他这一真知灼见会引来一片嘲笑,按照那个疯子的说法,居住在地球另一面的人不是要掉下去吗?”

埃拉托色尼坚定地说:“既然他们说亚里士多德是疯子,我也要当一回疯子,我要测量出地球的周长。”

“什么?你要测量地球的周长?地球这么大,而且有些地方还无法去,你怎么测呢?”

是啊!用什么办法测得地球的周长呢?又不可能绕地球走一圈,埃拉托色尼为此终日绞尽脑汁。一天,他在亚历山大图书馆查找资料,意外地从一份文献上看到这样一个记载:“在尼罗河的上游,一处名为塞恩(今埃及阿斯旺)的地方,有一个太阳神庙,庙里有一口圣井。

每年的夏至这天(每年中白昼最长的一天),正午的太阳光可以直射到井底,在地面上的物体不会留下影子。这就是说,此时的太阳光跟当地的地面形成直角。”

这一奇特现象引起了埃拉托色尼的极大兴趣。他想,假如在地球上设两个点,在同一时间内测出地面与阳光的夹角,然后测出两点之间的距离,不就可以计算出地球的周长吗?而塞恩正是要选的两个点中的一个十分理想的点,另一个点就是亚历山大城。从此,他开始了地球周长的测量实验。

第二年夏至中午,埃拉托色尼对亚历山大城内的柱影进行了测量,发现太阳光线偏离地面的垂直方向为7.2度(即太阳光线与竖柱之间的夹角,又称入射角)。由于此时太阳光在塞恩的入射角为0度,那么,从地心到塞恩和从地心到亚历山大两条直线之间的夹角也是7.2度,又测得两地距离约为5000希腊里。

埃拉托色尼开始进行计算:7.2度等于圆周360度的1/50,因此,两地间的距离5000希腊里,就必定等于地球周长的1/50。那么,地球的周长约为5000×(360÷7.2)=250000希腊里。1希腊里相当于158.4米,这样,埃拉托色尼测得的地球周长约为39600千米,这与人们近代测得的地球周长40000千米相差无几。埃拉托色尼作为世界上第一个测得地球周长的人,被载入科学史册。