这一现象闻名已久,吸引着许多旅行家去观赏奇景 。
埃拉托色尼居住的亚历山大里亚有一个很高的方尖塔,等到夏至那天,他测量了塔的阴影长度,并测出方尖塔与太阳光射线之间的角度为7°12′ 。
根据泰勒斯的几何学定律,一条射线穿过两条平行线时,它们的对顶角相等,同位角也相等 。
这就是说,两地与地心连线的夹角也是7°12′,相当于圆周角360°的1/50 。
这一角度对应的弧长,也就是从西恩纳到亚历山大里亚的距离,应相当于地球周长的1/50 。
OK啦!
埃拉托色尼翻阅了皇家测量员的测地资料,知道这两地的距离是5000希腊里 。
乘以50,地球周长是25万希腊里,按1希腊里等于157.5米,折合39375公里 。
和地球子午线的实际周长4.0008万公里相比,这一结果的误差只有1.6%,很靠谱!
我国唐代有个僧人,法号一行(683年~727年),是著名的天文学家 。
开元九年(公元721年),唐玄宗命僧一行主持修编新历 。
于是,僧一行从开元十二年(公元724年)起,启动了全国范围内的大规模天文大地测量工作 。
僧一行选择了13个观测点,北到北纬51度左右的铁勒回纥部(今蒙古乌兰巴托西南),南到北纬18度左右的林邑(今越南的中部) 。
他派人实地观测,自己则在长安坐镇,统筹指挥 。
其中,负责在河南进行观测的南宫说等人所测得的数据最有科学意义 。
他们管辖的4个观测点在黄河两岸平原地区,由北向南设在今天的河南滑县、开封西北、河南扶沟和河南上蔡,都介于东经114.2度—114.5 度之间,差不多在同一子午线上 。
四地分别测量了当地的北极星高度,冬至、夏至和春分、秋分四天正午时日影的长度 。
四地间的距离是已知的 。
僧一行把所有这些数据进行了计算,最终得出结论 , 北极星高度差一度,南北两地相距351.27里 。
这个“里”是唐代的长度单位,折合现在的公里是129.2公里 。
和今天测知的1度长111.1公里相比,僧一行的测量误差是16% 。
不过 , 这毕竟是世界上第一次用科学方法进行的子午线实测,中国科技史专家李约瑟对此进行了高度评价,认为僧一行组织的子午线长度测量是“科学史上划时代的创举” 。
(图片来源:公共网络)
阿尔·花剌子模(约780~850年) 。出生于波斯帝国的花剌子模,是代数和算术的创立人,被誉为“代数之父” 。
他写的《花剌子模算术》和《代数学》两部著作综合了古巴比伦、希腊和印度的数学成果,成为今天全人类的共同财富 。
0、1、2、3、…这些印度数字就是通过花剌子模的著作传播到西方的,结果被误称为阿拉伯数字 。
据说花剌子模在公元814 年参与了在幼发拉底河平原进行的一次大地测量,他们给出的结果是,地球的周长是6.4万公里 。
花剌子模编写了一部《地球形状》,其中附有一张世界地图,记载了数百个地点的地名和经纬度 。
现代化科学技术大大提高了地球周长的测量结果 。根据国际大地测量与地球物理联合会1980年公布的数据,地球子午线周长为40008.08 km,赤道周长为40075.7 km 。
03 地球的重量
欧洲文艺复兴运动后,自然科学飞速发展,同时也面临着不少要回答的科学难题 。
其中 , 最著名的一个就是“称出地球的质量” 。当时,经过测量和计算已经知道:地球的表面积是5.1×108平方公里,地球的体积约为1.08×1014立方公里 。
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