智慧铸铧犁--科学创新故事/科学的天街丛书

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地球“小”、月球“近”——“难事”并非难事 “尼罗河水闪金光，家乡美丽的土地上，劳动的人们 在歌唱。忘掉你的忧愁和悲伤，唱起美好的希望，用劳动 的汗水和歌声，迎接丰收的好时光，啊……” 这是《尼罗河畔的歌声》——一首优美欢快的埃及民 歌。 我们就随着这荡气回肠的歌声，回走到距今2000多年 前吧。 公元前200多年，一个人徒步沿着世界上*长的江河— —风景如画的尼罗河向上游走去。用了20多天时间，经过 **百千米的艰难跋涉，他终于到达现在的阿斯旺水坝附 近的辛尼（Syene）小镇…… 这个人是谁?他为什么要冲破云山阻隔，历尽千难万险 到异地他乡的小镇去呢? 公元前332年，古希腊北部的马其顿王国的亚历山大（ 公元前356一前323）征服了埃及。为了庆祝这个胜利，他 在当时叫“圣河”的尼罗河河口处，建立了以他的名字命 名的亚历山大城。这座城很快成为世界文化中心，这里有 当时世界**流的大学、博物馆、图书馆…… 古希腊数学家埃拉托色尼（约公元前274一前194）就 是亚历山大图书馆的管理员（后来担任馆长）。大约在公 元前240年的**，他在亚历山大图书馆查找资料。虽然想 找的资料没有找到，但他却在一份文献上看到这样一个记 载：亚历山大城南面有个叫辛尼的小镇，每年“夏至”这 天中午，阳光能直射到很深的井底。他从未听说过这样的 奇特现象，于是产生了极大兴趣。 阳光为什么能直射到很深的井底呢?为了揭示其中的奥 秘，埃拉托色尼决定亲自去看一看。 埃拉托色尼到达辛尼的第三天正是夏至。那天中午， 艳阳高悬天顶，深井里映出它的影子，地上的长竿直立炎 阳之下而不见阴影，房屋也没有影子…… 这些现象说明什么问题呢?埃拉托色尼思索着。“这些 现象说明这**射来的阳光垂直于地平面”——他终于得 出了正确答案。 “既然可视为平行光线的阳光垂直于地面，那就说明 光线的方向是射向地心的，而几乎在同一条子午线上的亚 历山大城却没有这种现象，说明亚历山大城夏至中午的太 阳光线与垂直线有偏差。那么，这个偏差有多大呢?”带着 这个问题，埃拉托色尼又回到亚历山大城。 第二年夏至中午，埃拉托色尼对亚历山大城内的柱影 进行了测量，发现柱影为柱子长度的12.6％。由此，可以 算得太阳光线偏离竖直方向7.2°。这时，一个计算地球圆 周的方法在他心中产生了。 亚历山大城垂直方向与太阳光线之间的夹角为7.2°， 这个角度显然与两城垂直方向的夹角相等，即图l中圆心角 也是7.2°。显然，此时如果知道两城之间的“直线”（实 际是沿大圆的弧）长度，那么地球的周长就算出来了。 埃拉托色尼从商队经过两地所花的时间，算出两城之 间距离约5000斯台地亚（古埃及的一种长度单位，1斯台地 亚≈0.16千米）。这样，地球的圆周就是大约5000斯台地