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        給地球量腰圍

        2016-05-30 10:48:04海濤
        閱讀(科學探秘) 2016年5期
        關鍵詞:埃拉亞歷山大夾角

        海濤

        這是2000多年前的一個傍晚,在地中海亞歷山大的海灘上,走來了一群人,他們是亞歷山大城圖書館館長埃拉托色尼和他的學生們。

        遙望著無邊的大海,埃拉托色尼突然問道:“我們所處的這個世界是平的還是圓的?”“我認為是圓的?!币粋€學生答道,“您看遠處駛來的帆船,我們首先看到的是船的桅桿,然后才是船身,看似平坦的海面實際上是弧形的。所以,早在一個世紀前,希臘的大學者亞里士多德就推測大地是球形的,叫地球?!?/p>

        埃拉托色尼點點頭,他望著學生們問道:“可是,還有許多人懷疑這一點,他們認為如果地球是圓的,那地球另一面的人不就要掉下去了嗎?你們有沒有興趣和我一起測量出地球的周長?”

        “地球這么大,許多地方我們都沒法到達,環(huán)繞地球來進行測量太難了吧!”學生們紛紛議論。

        “是啊,怎樣才能測出地球的周長呢?” 埃拉托色尼終日苦思冥想。一天,他在一篇文獻中看到,在尼羅河上游一個叫塞恩(今埃及阿斯旺)的地方,有一口圣井。每年的夏至這天(每年中北半球白晝最長的一天),正午的陽光可以直射到井底,在地面上的物體不會留下影子,太陽光和地面形成直角。而在自己所處的亞歷山大城,地面上的直立物卻有一段很短的影子,這說明此時陽光與地面形成的是夾角。

        埃拉托色尼大受啟發(fā),他想,如果在塞恩和亞歷山大分別設立兩個點,并在同一時間測出地面與陽光的夾角,然后再測出兩點之間的距離,不就可以計算出地球的周長嗎?

        第二年的夏至中午,埃拉托色尼測量出太陽光在亞歷山大城內(nèi)的柱影夾角是7.2度,而此時太陽光在塞恩的入射角是0度,那么從地心到塞恩和從地心到亞歷山大兩條直線之間的夾角也是7.2度,又測得兩地距離約為5000希臘里。

        埃拉托色尼開始進行計算:7.2度等于圓周360度的1/50,因此,兩地間的距離5000希臘里就必定等于地球周長的1/50。那么,地球的周長約為5000×(360÷7.2)=250000希臘里。1希臘里相當于158.4米,這樣埃拉托色尼測得的地球周長約為39600千米,這與實際地球周長40076千米相差無幾,實在令人吃驚。這充分反映了埃拉托色尼的智慧,他也作為世界上第一個測得地球周長的人,被載入科學史冊。

        知識窗

        埃拉托色尼(約公元前275年——約公元前194年)古希臘地理學家、數(shù)學家、天文學家。他博學多才,在天文、地理等方面頗有造詣,曾擔任過亞歷山大博物館的館長。在西方最早使用“地理學”一詞,被稱為“地理學之父”。他還繪制了當時世界上最完整的地圖。在數(shù)學方面,他發(fā)現(xiàn)的求質(zhì)數(shù)的方法——“埃拉托色尼篩法”至今仍在應用。

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