科学家的故事

　　“地理学之父”埃拉托斯尼

　　自从有人相信大地是个圆球，关于它的大小，便是人们渴望知道的问题了。早在2000多年前的古希腊就有人用简单的测量工具计算出地球的周长，他就是被称为“地理学之父”的埃拉特斯尼。

　　公元前275年，埃拉托斯尼生于希腊位于非洲北部的昔勒尼（在今利比亚）。他在昔勒尼和雅典接受了良好的教育，成为一位博学的哲学家、诗人、天文学家和地理学家。公元前234年，埃拉托斯尼当上了亚历山大里亚图书馆馆长。当时，亚历山大里亚图书馆是古代西方世界的最高科学和知识中心，那里收藏了各种古代科学和文学论著。埃拉托斯尼一边研究馆藏丰富的地理资料和地图，一边进行考察，终于写出了《地球大小的修正》和《地理学概论》两部著作。

　　地球圆周的计算方法被记载在《地球大小的修正》一书中。在埃拉托斯尼之前，也曾有不少人试图进行测量估算，但他们大多缺乏理论基础。计算结果很不精确。埃拉托斯尼天才地将天文学与测地学结合起来，第一个提出设想：在夏至日那天，分别在两地同时观察太阳的位置，并根据地物阴影的长度之差异，加以研究分析，从而总结出计算地球圆周的科学方法。这种方法比前人习惯采用的单纯依靠天文学观测来推算的方法要完善和精确得多，因为单纯天文学方法受仪器精度和天文折射率的影响，往往会产生较大的误差。细心的埃拉托斯尼发现：离亚历山大城约800公里的塞恩城（今埃及阿斯旺附近），夏日正午的阳光可以一直照到井底，因而这时候所有地面上的直立物都应该没有影子。但是，亚历山大城地面上的直立物却有一段很短的影子。他认为：直立物的影子是由亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角所造成。从地球是圆球和阳光直线传播这两个前提出发，从假想的地心向塞恩城和亚历山大城引两条直线，其中的夹角应等于亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角。按照相似三角形的比例关系，已知两地之间的距离，便能测出地球的圆周长。埃拉托斯尼测出夹角约为7度，是地球圆周角360度的五十分之一，由此推算地球的周长大约为4万公里，这与实际地球周长40076公里相差无几。此外，《地球大小的修正》一书还包括了埃拉托斯尼计算出的赤道的长度、回归线与极圈的距离、太阳和月亮的大小、日地月之间的距离，等等。他算出的太阳与地球间距离为1．47亿公里，和实际距离1．49亿公里也惊人地相近。

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