量子科学论|你敢信!2000年前古人智商爆表,通过一个常见现象算出了地球周长
西方大航海时代有两位家喻户晓的人物 , 他们是哥伦布和麦哲伦 , 一位传说中发现了美洲大陆 , 开启了西方的殖民时代;
一位直接乘船绕着地球转了一圈回到了原地 , 通过实证的方法证实了地球是个球 。
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这两次伟大的航海分别发生在15世纪末以及16世纪初 , 我们一直认为他们非常勇敢 , 主要是因为我们觉得当时的人们都认为地球是个扁平的圆盘 。
没有人敢朝着一个方向前进 , 尤其是在大海上 , 如果你走到了世界的边缘 , 那还不坠入无尽的深渊 。
真实的情况是这样吗?其实没有我们想象的这么严重 , 在哥伦布和麦哲伦航海的时代 , 虽然普通民众有大部分人坚持地平说 , 相信自己的直觉和眼睛 。
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但是在当时的科学公知里基本上已经确立了地圆说的理论 。
更重要的是他们两个都相信地球是个球 , 不然也不会冒险 , 这是他们敢驾船航行的主要的原因 。 并不是我们认为的他俩在完全没有把握的情况下 , 主动乘船去证实大地的形状 。
而麦哲伦的船队当时返回起点 , 其实也在大部分科学家的预料之中 , 并没有那么神奇 。
那么是历史上谁为地圆说的理论做出了巨大的贡献 。
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其中有一个人我们也非常熟悉 , 他就是亚里士多德 , 虽然现在看来他当时关于世界的很多本质的说法都是错误的 , 如世界物质的组成、物质运动的本质以及宇宙观 。
但是他一直都认为地球是个球 , 这一点亚里士多德是正确的 。 有几个简单的现象就可以证明 , 驶出港口的船 , 最先消失的是船体本身 , 最后才是桅杆 , 向你驶向的船看到的顺序正好相反;
站得高看得远这句话大家很熟悉 , 但是这种现象并不适合平坦的大地 , 只有带有曲率的大地 , 才会因为你所处的高度影响到你看到地平线的距离;
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最后一个例子是 , 你越是往南走 , 就会看到你在北半球的天空看不到的深空天体 , 如:麦哲伦星云只有在南半球可以看到 。
平坦的大地不会出现这种情况 , 而球形大地会因为地平线的遮挡使得我们在北半球和南半球看到完全不一样的星空 。
所以说古希腊那一帮子人其实都支持亚里士多德的观点 , 地球就是个球 。 只是没有实证而已 , 麦哲伦就完成了这个壮举 。
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不过当时的人就算知道了地球是个球 , 但也不愿相信 , 因为有一个问题众多学者无法解释 , 就是地球下面的人不是颠倒了吗?为何不会掉到太空中?
其实除了亚里士多德 , 比他还要更早证明球形大地的人是埃拉托色尼 , 时间是公元前的240年 。
埃拉托色尼来自古希腊的希勒尼 , 生活在埃及的亚历山大城 , 这两个地方其实在地球上的维度是一样的 , 所以对于埃拉托色尼来说他的一生中所观察到的太阳、月球、恒星的位置、运动规律基本上都是一样的 。
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某一天在埃及南部的一个城市来信 , 信上的内容让埃拉托色尼颇为震惊 , 信中说塞尼这种城市每到夏至的正午时分阳光会直射进井底 , 而且不管是啥事物 , 只要是垂直于地面都看不到影子了;
当然人在太阳底下也没了影子 。
埃拉托色尼一辈子还没见过这种情况 , 因为他之前生活的两个城市 , 就算到了夏至 , 太阳并不会达到天顶 , 任何物体都会留下一个倾斜的影子 。
这件事让埃拉托色尼觉得不可思议 。
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现在我们觉得这其实没啥 , 不过是因为地球是个球 , 塞尼城正好处在北回归线上 , 也就是夏至时太阳直射的维度 , 而亚历山大港所处的维度更高一些 , 因此夏至的时候太阳稍微靠南边的天空一些 。
但是当时的人没有经纬度的概念 , 更没有球形大地的概念 。 南部城市塞尼垂直的阳光就让埃拉托色尼产生了兴趣 , 决定研究一下这是为何 。
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在来年的夏至中午时分 , 他就在自己生活的城市亚历山大城的地面上垂直的定下了一根木桩 , 并且测量了影子最短时候的长度 , 计算出了太阳光与木桩的夹角为1/50圆周 , 也就是7.2° 。
如果这时塞尼城的物体没有影子 , 那么只能说明此时塞尼城的阳光与地面垂线的角度是0° 。 那么为什么会造成这种差异呢?
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