地球大小是如何测定的

    地球是人类的故乡，对人类的生存和发展至关重要。然而，我们的祖先并不知道地球的形状和大小，他们以为天是圆的，地是方的，所谓“天圆如张盖，地大如棋局”。公元前6世纪，古希腊哲学家毕达哥拉斯指出地球是圆的。他认为，一切立体图形中最美好的是球形，宇宙是最美的、和谐的代表，因此所有天体都是球形的。公元前4世纪，柏拉图认为，宇宙以地球为中心，所向天体都在圆形轨道上环绕地球运行。后来，亚里士多德提出了地球是圆形的3个证据：其一，一个人在南北方向上旅行时.总有星星从他前面的地平线上升起来，也总有星星在他身后没入地平线。其二，站在高处观看大海中的帆船，当船驶近时总是先见船桅，后见船身；离开时总是船身先没，船桅后没。其三，在月食出现的时候，落在月面上的地球影子总是弧形的。麦哲伦环球旅行的成功，再一次证明地球是圆的。

    地球的大小最早是在公元前250年由古埃及亚历山大城图书馆馆长埃拉托色尼测量的。当时，埃拉托色尼在亚历山大城和塞恩城(现在称阿斯旺城)之间发现了一八有趣的现象：夏至(6月21日左右)的正午，阳光垂直地照耀在赛恩城人的头顶上，能够射到井底，竖直插在地上的旗杆没有影子落在地面上。而就在这一天，赛恩城南面亚历山大城的旗杆则在阳光照耀下于地面上留下一条长长的影子。仔细测量得出，亚历山大城的太阳影子同旗杆的交角大约为7度。因为绕地球一圈是360度，所以这个角度对应于地面的“弧长”相当于地球周长的7/360，近似等于1/60。而埃拉托色尼从来往的商贾口中得知，亚历山大城到塞恩城的距离是5000希腊里。因此埃拉托色尼得出，地球周长是5000 x 50希腊里，相当于39600千米。根据这个局长，他算出地球直径为12800干米。这个数值非常精确，同现在使用的地球赤道直径数值12756千米相差很小。但是，这个数值比当时人们所知道的所有陆地和海洋的宽度都大几百倍，所以埃拉托色尼不敢相信自己的测量。

    在埃拉托色尼之后100多年，有位名叫波西多留斯的希腊天文学家在亚历山大城和罗得岛上观测天上的恒星时测定了地球周长。但是他在计算亚历山大城到罗得岛的距离时出现了错误，结果算得的地球周长只有28800千米，比地球的真实周长小了几乎1/4。但不要以为它和真实值相差很大就不会有人使用它，相反，由于当时的科学技术水平低，那些相信地球是圆球的人在讨论与地球有关的问题时，几乎都采用这个错误数值，就连发现新大陆的航海家哥它布也不例外。结果，由于在推算航程中采用的地球周长太小，他闹出了错把美洲当成亚洲的笑话。直到1522年麦哲伦的船队环球旅行成功后，人们才意识到还是埃拉托色尼的结果正确。

    中世纪在教会的黑暗统治下，西方人不愿意也不敢关心地球的形状和大小，但在我国则不同。在公元日世纪的我国盛唐时期，一位名叫张遂的高僧(法号一行)组织了一次大规模的天文大地测量。此次测量在全国各地设置了12个测量点，测量方法是“立竿见影”，即在地面竖起一个8尺高的“圭表”测量太阳影子，利用太阳影子的长度计算子午线长度。一行测出，子午线上1度相当于132．03千米长，比现在使用的数值—1度等于111.2干米大得多。虽然测量结果不很理想，但在当时的条件下，能做到这一点已经很不容易。所以中外科学家都认为，这次测量活动是世界上第一次实测子午线长度，是科学史上划时代的创举。

    1643年，波兰天文学家哥白尼发表《天体运行论》，给宗教势力以致命的打击。它把地球从宇宙中心的宝座上拉了下来，把太阳扶上了宇宙中心，从而开始了研究天体运动的时代。由于天体测量的需要，入们迫切想知道地球的大小。比如在牛顿以前就有人猜想引刀和距离的平方成反比，牛顿想证明这个猜想，可是当时没有精确的地球半径，牛顿的想法无法实现。1671年，法国天文学家反卡尔测得了比较精确的地球半径数值后，牛顿立刻用来计算。越计算，他预期的结果越明显，以至他激动得无法继续计算下去，不得不由他的朋友代他计算。经过精心计算，终于得到了万有引力公式。在这里，地球半径成了万有引力大发现问世的“助产士”。

    随着欧洲资本主义的兴起，航海业得到了发展。1673年一个意外的发现，使人们对地球形状的认识提高了一大步。这一年，一支法国考察队到南美洲北岸靠近赤道的地方去考察。到达目的地后发现，带去的摆钟一昼夜比在法国慢了2分28秒。消息传到英国后，牛顿根据万有引力定律和摆钟时间计算公式立刻意识到，这与地球的欧洲部分对物体的吸引力和赤道附近部分对物体的吸引力不同有关。它说明越靠近赤道，地球对地面物体的吸引越小。换句话说，越靠近赤道，地球的半径越大。由此，牛顿在1687年指出，在引力和自转离心力共同作用下，地球应当是稍微有些扁的球形。

    为了验证地球的形状，17世纪荷兰人在欧洲首先拉开测量子午线的序幕。18世纪，全世界都开展了大地测量T作。19世纪中期，经过多次测量，证实地球是赤道半径长、两极半径痣的旋转椭球体，赤道半径6378.140千米，两极半径6356.755千米。近年来的空间探测证明，地球基本上是一个旋转椭球体，只是在两极地区稍有不同而已。

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