來自古代科學的聲音

古希臘的天文學家埃拉托賽尼是第一個對地球?周長進行測量的人，埃拉托賽尼是在“亞歷山大市”這個城市長大的，距離亞歷山大市南面785公里的地方有一個小城市名為“塞尼”，雖然“塞尼”這個城市并不是很有名氣，但是這里卻有著一個非常奇怪的現(xiàn)象，那就是在每年夏至的這一天，中午12點整的時候，太陽的位置會剛剛好移動到一口井的正上面，也就是說夏至當天中午12點整時，太陽光是以垂直90度的方向照射在“塞尼”的大地上。

即便位置處于同一子午線的“亞歷山大”和“塞尼”，但是“亞歷山大市”卻不會出現(xiàn)上面所說的那個奇怪現(xiàn)象，頭頂上的太陽并不位于垂直90度的正上方，太陽是處于稍稍偏離天頂?shù)牡胤健０＠匈惸嵊^察到了這一個奇怪的現(xiàn)象，并且在夏至當天在“亞歷山大市”的大地上插了一根木棒，中午12點整的時候，埃拉托賽尼測量出太陽和天頂方向之間的夾角是7.2度，這個數(shù)值就是360度的1/50。

鑒于太陽和地球之間相隔的距離，太陽發(fā)出的光線可以被當作是幾乎重疊的狀態(tài)，埃拉托賽尼根據(jù)相關的平行定理，得出角1=角2的結(jié)論。在幾何數(shù)學中，角2扮演的角色是圓心角，根據(jù)圓心角定理，圓心角的度數(shù)等于其對應弧的度數(shù)，因為角2＝角1，因此角2的度數(shù)也是360度的1/50，所以“亞歷山大”和“塞尼”距離的圓弧長度等于圓周長度的1/50，這就表明，“亞歷山大”和“塞尼”相隔的距離恰好等于地球周長的1/50。從這件事可以看出，“亞歷山大”和“塞尼”相隔的距離再乘以50，計算所得出來的結(jié)果就是地球的周長。

埃拉托賽尼根據(jù)上面的操作計算出地球的周長為39250千米，但是埃拉托賽尼當時并不知道地球是橢圓形的，因此他的計算結(jié)果是基于地球是圓球形的條件下所得出的周長數(shù)值，但是在當時并沒有人相信埃拉托賽尼，認為他的計算結(jié)果有誤，因為39250千米這個數(shù)值實在是太大了，完全是不可能的，所以沒有一個人愿意選擇相信他。與此同時，對地球周長進行測量與計算的人也失去了信心。

科學偉人的成就

早在8世紀初的時候，一名和尚親自組織和帶隊進行了一次非常有科學參考價值的大地測量工作。沒錯！你沒有看錯！他就是一名和尚，他就是我國唐代著名的天文學家、佛學家·張遂，法號·一行｛僧人｝。

此次測量的區(qū)域：以黃河南北平地為中心點，北起北緯51度，南至北緯17度，其中包括了13個測量點。

此次測量的儀器：圭表、

圖片說明：圭表工作原理

此次測量的對象：13個測量點各處的冬至、夏至、春分和秋分的日陰線和漏刻晝夜分叉的位置。

下面主要說說河南省平原地區(qū)的測量結(jié)果，張遂測出這個地區(qū)緯度的經(jīng)線弧線長度約為129千米，這個數(shù)據(jù)與現(xiàn)代測得北緯34度57秒位置上的子午線1度弧線長度為110千米作比較僅僅只是相差了19千米，這個誤差可以說是非常小的了。

10個世紀之后，也就是18世紀中葉的時候，兩支來自法國科學院的大地測量隊，一支隊伍前往南美大陸的赤道區(qū)域，另一支隊伍前往瑞典·拉普蘭，這兩支隊伍分別測量了兩個區(qū)域內(nèi)經(jīng)線1度的長度，但是測量出來的結(jié)果讓法國科學院的人非常震驚，因為從數(shù)據(jù)上來看，地球極地1度經(jīng)線的長度比地球赤道1度經(jīng)線的長度要長，這就說明了一個事實，那就是——地球是一個扁球體，而不是正規(guī)的圓形。

進入19世紀，科學家都想得到地球周長的準確數(shù)值，于是科學家就展開了無數(shù)次的測量與計算，克拉索夫斯基這位來自前蘇聯(lián)的學者，在美國、西歐和前蘇聯(lián)等一些地區(qū)進行弧度測量，通過重力測量得到的數(shù)值，在當時是最具有科學說服力的。

近年來由于科技水平不斷地提高，測量的技術也突飛猛進，人類也開發(fā)和掌握了各種各樣對地球測量的方法，特別是采用人造衛(wèi)星、宇宙飛船進行測量，這兩種方法可以使得測量的準確數(shù)據(jù)不斷更新，地球赤道的半徑約為6378.14千米，極半徑約為6356.755千米，赤道半徑和極半徑之差與赤道半徑之比為1:298.25，【6378.14/（6378.14-6356.755）】。假如按照以上的扁平率制造一個半徑約為298.25毫米的地球儀，那么極半徑和赤道半徑相差僅僅是1毫米，因此在這種情況之下的地球就稱得上是一個真正的圓球體了。

采用現(xiàn)代科技測量出的結(jié)果顯示，地球的經(jīng)線圈周長約為40000.5千米，赤道周圍約為40075.5千米，地球整體平均密度約為5.517克每平方厘米，表面積約為5.1億平方千米，體積約為10833億立方千米。

探究地球的重量有多少，基本上是沒有意義的

地球作用于某個人或某個物體上的重力，稱之為「重量」，探究地球的重量有多少，基本上是沒有意義的，因為只有和其他物體做比較時地球才擁有重量。通過計算地球作用一個已知質(zhì)量的物體上的效應，從而估算出地球的質(zhì)量約為5.97×10^24千克。在人造衛(wèi)星、宇宙飛船發(fā)明之前，估算地球的質(zhì)量是一個極其困難的問題。

第一個把地球質(zhì)量值精確計算出來的人是內(nèi)維爾?馬斯基林在1774年完成的，內(nèi)維爾?馬斯基林根據(jù)在重力作用下來回擺動的鐘擺，從而推算出蘇格蘭境內(nèi)一座高山的質(zhì)量和計算出這座山的重力效應作用于地球的重力。

黃姤結(jié)語·了解地球的重要性

目前可以觀測人造衛(wèi)星圍繞地球旋轉(zhuǎn)的運動，可以得到更為準確的地球質(zhì)量，認識地球的基本參數(shù)｛比如輪廓、體積、質(zhì)量｝對科學研究是有很大意義的，比如：

高精度坐標系統(tǒng)的建立，對大地測量起到精準定位的作用。
加大人造衛(wèi)星、宇宙飛船飛行軌道的準確度。
幫助我們了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地球表面一些物理現(xiàn)象。

以上3個案例都要求我們在掌握地球相關的各種精確參數(shù)的情況下才能展開工作。但是根據(jù)各個人不同的需求，可以對地球輪廓、體積、質(zhì)量做出不同程度的簡化，甚至把地球看作是一個圓球體，因為地球極半徑與赤道半徑相差僅僅是21.385千米，相當于地球半徑的1/300，這個差別相對于地球來說是微不足道的。

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