tft每日頭條

 > 圖文

 > 地球周長最早是誰算出來的

地球周長最早是誰算出來的

圖文 更新时间:2024-07-24 23:21:49

太不可思議了!他在2000多年前就用簡單數學算出了地球周長!

前幾天我們剛剛經曆了夏至,“至”不是到來的意思,而是代表極至;這一天是一年之中,太陽與地面垂直的最北之處(也就是北回歸線),再來太陽就又慢慢南移了。因此夏至是北半球整年度白晝最長的日子,而位于北回歸線的物體到了正午時刻,就會沒有影子。

而2200多年前的一個夏至,古希臘的埃拉托斯塞尼就利用這點計算出了地球的周長。

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)1

埃拉托斯塞尼的出生地在現今的利比亞地區,他長大後到雅典接受教育,精通數學、天文學、地理學,還是位詩人。西元前245年,他被托勒密國王任命為當時世界上最大的亞曆山大圖書館館長,約五年後,他想到了測量地球大小的方法。

埃拉托斯塞尼從文獻記載得知,位于亞曆山大南方的塞耶尼有一口水井,每年的夏至正午,水井深處的水面正好映照出完整的太陽,也就是說太陽此刻恰好與地面垂直。

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)2

夏至的正午在亞曆山卓的物體還是有影子的,代表陽光是斜射過來的,與物體的頂端有個夾角。假設射到地球的太陽光線是平行的,而地球正圓形,那麼這個夾角就會等于亞曆山大圖書館到塞耶尼這段圓弧對應到地心的圓心角;隻要知道角度多少,就能從兩地距離依比例推算出地球的周長。

埃拉托斯塞尼測出夾角是7.2度,代表圓心角相當于360度的1/50;而塞耶尼距離亞曆山大5000“斯塔德”(stadia,古希臘距離單位),因此地球周長等于25萬斯塔德。(後來埃拉托斯塞尼又把地球周長調整成25萬2千斯塔德,或許是因為這個數目被10以内的自然數都能整除)

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)3

斯塔德在不同地區所定義的長度各不相同,若按托勒密王國的一般标準相當于185公尺,但也有學者将當時測量的距離與現今比較,換算出來的是157.7公尺。若是前者,25萬斯塔德相當于4萬6千公裡;後者則是3萬9千公裡,與實際地球周長四萬公裡誤差隻有2.5%。

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)4

就算是拿4萬6千公裡這個數字來比較,誤差15%就高了點,但這仍無礙于埃拉托斯塞尼所展現的高超抽象思考能力。以當時的技術,絕對不可能實際測量出地球周長(更不用說大部分人仍認為地球是平的),但他卻能将自然現象化約為簡潔的幾何模型,不用蠻力,也無需深奧的理論,就解開這看似無解的問題,堪稱是最能呈現科學之力與美的代表作之一。

但是。。。。埃拉托斯塞尼是怎麼量出7.2度的?

試想一下,假如夏至這天 你想效法埃拉托斯塞尼算出地球周長。帶着竿子在北回歸線處,頂着烈陽等正午時刻一到,開始進行測量。

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)5

可問題來了,原來竿子的黑影并沒有截然分明的邊界,因此該如何認定影子的長度就一定會産生誤差。當然,竿子如果越長,誤差比例就越小,所以在某些故事版本裡,埃拉托斯塞尼并不是用竿子,而是測量方尖碑的影子,感覺上似乎比較有道理。

但是,已知直角三角形的底(影子)跟高(竿子或方尖碑)就能反推出斜邊與高的夾角,這三角幾何是埃拉托斯塞尼死後才出生的希帕克斯發明的,所以也不可能用這個方法算出。

《如何幫地球量體重》這本書的作者認為他是用希臘時期常見的一種碗型日晷算出的。晷針的影子比較清楚,然後埃拉托斯塞尼隻要測量弧型影子的長度,以及碗的完整圓周周長,就可算出影子是圓周的1/50,而不用知道角度。不過這個前提是碗型日晷要做得很渾圓,否則誤差也會很大,我們不确定當時是否有這樣的技術能力。

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)6

比較可能的應該還是要測量夾角。怎麼測呢?我想像的是從影子末端拉一根細線到晷針頂端,然後拿塊繃平的薄紗,描繪出晷針與細線,就可量測出夾角占全圓的比例。當時還沒有量角器,比較簡單的方式可能是:一直将夾角複制貼上,最後湊滿一個圓剛好是50個。

但猜想畢竟隻是猜想,希望以後有新的文獻出土,記載埃拉托斯塞尼究竟是怎麼測出來的。

地球周長最早是誰算出來的(2000多年前此人就算出了地球周長)7

你覺得當年的希臘人真的那麼厲害麼?

古希臘人知道地球是圓的,還認為世界是由原子組成的。。。。

加上各種哲學思想,

反正太超前了。

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关圖文资讯推荐

热门圖文资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved