卡爾·薩根

公元前3世紀(jì)，在當(dāng)時(shí)最大的城市——埃及的亞歷山大住著一個(gè)名叫埃拉托斯尼的人，當(dāng)時(shí)一個(gè)最羨慕他的人稱(chēng)他“貝塔（β）”——希臘文的第二個(gè)字母。這是因?yàn)椋f(shuō)埃拉托斯尼是世界上第一個(gè)無(wú)所不知的人。但是埃拉托斯尼顯然幾乎在所有的領(lǐng)域里都是“阿爾法（α）”。（希臘文的第一個(gè)字母，用α形象生動(dòng)地表明埃拉托斯尼在當(dāng)時(shí)是世界第一）他是一個(gè)天文學(xué)家、歷史學(xué)家、地理學(xué)家、哲學(xué)家、詩(shī)人、戲劇批評(píng)家和數(shù)學(xué)家。他的著作從《天文學(xué)》到《痛解論》，樣樣都有。他還是亞歷山大市圖書(shū)館的館長(zhǎng)。有一天，他從該館的一本手抄本里讀到下面一段話(huà)：在南部邊疆西因前哨靠近尼羅河第一大瀑布的地方，在6月21日正午，直立的長(zhǎng)竿在地面上沒(méi)有投下陰影。在夏至那天——一年當(dāng)中白晝最長(zhǎng)的一天，接近中午的時(shí)候，圣堂圓柱的陰影越來(lái)越短，最后在正午消失掉。這時(shí)太陽(yáng)從頭頂上直射下來(lái)，在一口深井的井水里可以看到太陽(yáng)的倒影。

上述的觀察是很容易為人們所忽略的。長(zhǎng)竿、陰影、井里的倒影、太陽(yáng)的位置——日常生活中這樣簡(jiǎn)單的事情有什么重要的意義呢？但埃拉托斯尼是一個(gè)科學(xué)家，他當(dāng)即想到做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)地觀察一下亞歷山大的直立長(zhǎng)竿是否在6月21日正午會(huì)在地面上投下陰影。結(jié)果他們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：長(zhǎng)竿在地面上投下了陰影。（很容易被常人所忽略的最普遍不過(guò)的現(xiàn)象卻引起科學(xué)家的注意，這種善于觀察、用心思考和深入探索的精神值得我們學(xué)習(xí)。）

埃拉托斯尼自我思忖：為什么在西因的長(zhǎng)竿不投下陰影，而同一時(shí)刻在北邊的亞歷山大的長(zhǎng)竿卻投下明顯的陰影呢？假設(shè)在一幅古埃及的地圖上有兩根等長(zhǎng)的垂竿，一根直立在亞歷山大，另一根直立在西因。假定在某一個(gè)特定的時(shí)刻兩根長(zhǎng)竿都沒(méi)有在地面上投下陰影，這一點(diǎn)很容易理解——只要地球是扁平的。（運(yùn)用假設(shè)的說(shuō)明方法）這時(shí)候，太陽(yáng)在頭頂上直射。如果兩根長(zhǎng)竿在地面上投下等長(zhǎng)的陰影的話(huà)，在扁平的地球上也說(shuō)得通：這個(gè)時(shí)候太陽(yáng)光線(xiàn)以同樣的角度斜射在這兩根長(zhǎng)竿上。但是在同一時(shí)刻，在西因沒(méi)有陰影，而在亞歷山大卻有明顯的陰影，這究竟是怎么一回事呢？（實(shí)驗(yàn)求證，善于思考，“證偽”是科學(xué)探索的重要品質(zhì)和方法。）

他認(rèn)為唯一可能的答案是：地球的表面是弧形的，而且弧度越大，陰影長(zhǎng)度的差別就越大。因?yàn)樘?yáng)離我們?nèi)绱酥h(yuǎn)，所以陽(yáng)光照射到地球的時(shí)候是平行的。長(zhǎng)竿與太陽(yáng)光線(xiàn)的夾角不同，它們?cè)诘孛嫔贤断玛幱暗拈L(zhǎng)度也就不同。就投在地面上的陰影長(zhǎng)度的差別而言亞歷山大和西因之間的距離必定是它們?cè)诘孛嫔系钠罱恰s7度。（運(yùn)用作詮釋的說(shuō)明方法）也就是說(shuō)，假如將長(zhǎng)竿插入地心，它們就會(huì)在那里相交成7度角。7度相當(dāng)于整個(gè)地球圓周360度的1/50。埃拉托斯尼知道亞歷山大和西因之間的距離約800公里，因?yàn)樗腿瞬綔y(cè)過(guò)。800公里乘50等于4萬(wàn)公里：這就是地球的圓周長(zhǎng)度。（運(yùn)用列數(shù)據(jù)、畫(huà)圖表、作詮釋的說(shuō)明方法，用淺顯的語(yǔ)言把深?yuàn)W的道理講得通俗易懂。）

這個(gè)答案是正確的。埃拉托斯尼唯一的工具是長(zhǎng)竿、眼睛、腳和頭腦，再加上對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。憑著這些東西，他推斷出地球的圓周長(zhǎng)度，誤差只有百分之幾，這在2200年前是一個(gè)非凡的成就。他是第一個(gè)精確地測(cè)量出一個(gè)行星的大小的人。（總結(jié)：指出埃拉托斯尼推斷出地球的圓周長(zhǎng)度的非凡意義。）

（選自《宇宙》，有刪改）

◆賞析

選文主要介紹了古希臘杰出的科學(xué)家埃拉托斯尼運(yùn)用最原始的方法測(cè)量出地球的圓周長(zhǎng)度，幾乎沒(méi)有誤差，并且把計(jì)算方式和計(jì)算方法講得通俗易懂。這一非凡成就，對(duì)于兩千多年前的人類(lèi)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是科學(xué)界的一個(gè)巨大的進(jìn)步，也是人類(lèi)勇于探索自然、挑戰(zhàn)自我、積累智慧的寫(xiě)照，這種精神對(duì)當(dāng)下仍有積極的借鑒和啟示意義。

【程斌波/供稿】