一直以来,我们有一个误解,认为古人很是愚钝,连地球是个球都看不出来,却说地球是个扁平的圆盘,或者说地球是方的,下面有一只大乌龟驮着大地,大乌龟的下面有一连串的小乌龟,大地被大海环绕,天空像一口锅一样扣在头顶。

这样的想法持续了几千年,直到1519年—1522年间,著名海航家麦哲伦不顾个人安危,冒着掉入深渊的危险完成了人类首次环球航行,才证明了地球是个球。

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不错,这个故事听起来确实很完美,既突出了航海家的英雄主义,又显示了近代人的聪明才智。你这也太小看古人了吧,人家在2000多年前就知道地球是个球了,并且在此基础上还建立了一套不错的宇宙模型。

如果我们现在还认为地球是个球是后来近代人发现的,那只能说我们太无知了。好,我们开始今天的主题,看看古代的先哲们是怎样认识地球的。

其实盖天说,也就是大地上面扣个锅盖,并不是古希腊先哲们的说法, 这是从很久远的过去流传下来的,具体时间已经无法考证了。

自从古希腊哲学兴起之后,那一帮神人就很快认识到了地球是个球,当时已经发展成了行业内公认的标准,没有人提出异议,因为证据太充分了。

据说是数学家毕达哥拉斯首先说地球是个球,他生活在公元前572年到公元前497年,毕达哥拉斯认为万物皆数,任何事物都是由数字组成的,当然万物背后的规律也可以用数学来描述。对吧。

除了对数学的痴狂以外,毕达哥拉斯还认为上帝创造的这个宇宙应该是完美、和谐的,不能有任何的瑕疵和不规整,很明显他患了一种病,叫强迫症。那么我们现在想一下什么是完美无瑕的?当然是二维的圆和三维了,对吧。

的球

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其他的任何几何形状在他的眼里都是都不完美,看着不舒服,他不敢想象地球是个三角形,所以毕达哥拉斯不知何故就选择了球形,说地球是个球,这样他就能舒服的睡觉了。

按理来说,你说地球是个球,你要为你的说法提供证据,对吧,但是毕达哥拉斯说,我就不,我就跟你玩哲学上的思辨,有本事你就跟我抬杠,很明显当时没人能杠过毕达哥拉斯学派。

反而这种完美的和谐宇宙论,这种强迫症一直传染给了后世的哲学家,包括柏拉图、亚里士多德,甚至影响到了后世的科学家,包括哥白尼,开普勒。从后面的一系列文章中,你都会看到,几千年来人类对完美的圆形和球形的追求有着如痴如醉般的疯狂。

不过当时也有人提出了这样的疑问,说起来也巧,我小时候也产生了同样的困惑,你说地球是圆的,好,我信了!但是如果地球是圆的话,那站在边边上的人不是就滑下去了吗?那站在地球底下的人不就颠倒了吗?

我小时候就想不通这个问题,同样的2000多年前的古人也想不通这个问题,这说明了啥?如果我的智商算是现代人的平均水平的话,那就说明我的智商跟古人没有区别,这也就说明了古人并不比我们现代人笨,对吧。所以我们不应该以现代人的眼光嘲笑古人的一些见解。他们当时对大自然的一些见解,其实非常伟大。在后面的系列文章中,你会体会到这一点。

好,我们言归正传,接着说,关于这个问题其实很快就有人给出了答案,至于对不对,不要紧,至少解决了人们心中的疑惑,这是最关键的。

毕达哥拉斯死后100多年,古希腊就出了一位牛人,他就是亚里士多德,他从老师柏拉图那里得到了真传,同样认为地球是个球。

他不仅将此思想继续发扬光大,还为其找到了坚实可靠的证据,那么就算是在今天看来都没有比这些证据再好的证据了。除非那五百多位上过太空的宇航员,人家是亲眼看到了地球。对吧。

第一个证据是这样,月食知道吧,地球的影子投在了月球上,很明显地球影子的边缘是个圆弧,对吧!难道你现在能说地球是个三角形,是方的?这个证据太直接了,不过让我感到可惜的是,你说,我们中国人看月亮看得还少吗?至少后羿没少看月亮吧,但是却没有一个人说地球可能是个球。真的太可惜了。

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这个证据可以坚实地告诉我们,地球不是个球就是个圆盘,对吧,这两种几何结构都可以投出圆形的阴影。但亚里士多德认为,不管月亮怎样转,不管啥时候,地球的阴影都是圆,这说明了地球是球形的可能性非常大,而不是圆盘,圆盘可能会投出其他的性转,对吧!这可以理解吧。

除了这个证据以外,还有其他的一些证据可以证实地球是个球,比如说:亚里士多德就发现,你说一条渐渐远去的船,为什么先是船身消失了,然后是桅杆才会消失?一条向你驶来的船刚好就相反,先看到桅杆,然后再看到船身?对吧。

很明显地球是个球。再比如说,你现在驾船不断地向南航行,你就会发现,你在夜晚会看到北方看不到的星座,以及一些模糊的星云。比如专属于南方夜空的麦哲伦星云,北方看不到。当然你向南航行,看到了更多的南方星座,那就会有北方星座消失在地平线。对吧。

这说明了啥?地球是个球!不仅如此,2000多年前的亚里士多德,还给2000年后的我解释了一下,我小时候的困扰。

为什么地球下面的人没有感觉到自己头朝下呢?亚里士多德说,自然界非为两种运动受迫运动和自然运动,那自然运动就说的是,所有的物体都有回到宇宙中心的本性,那宇宙的中心在哪里?对,就是地球的中心!

我们想回到地球的中心,却被地面给挡住了,所以我们就可以牢牢地站在地面上了。漂亮!解释的真的太好了。虽然是错的!

这又说明了一个问题,以我的智商跟亚里士多德比的话,那简直就是自取其辱,因为我也有同样的困扰,但是我就没有给这个问题找出过一个解释,最后学了牛顿的那一套以后,才知道了真相。哎!这只能说明,我就是个凡夫俗子!只能给大家搞搞科普了。

别急,事情到这里还没有结束,古希腊人的才智远不止如此。跟亚里士多德同时代,有一个人叫埃拉托色尼,大约也是公元前3世纪的。

这位大哥简直是牛出了天际,在几何学的基础上,利用数学和逻辑思维证明了地球是个球,还算出了地球的周长。

他当时生活在埃及的亚历山大城,但祖籍是希腊的希勒尼,正巧的是,这两个城市处在同一纬度上,所以在埃拉托色尼的一生中,看到的太阳每年在天空中的运动轨迹是完全一样的,至少对他来说从来都没有看到过太阳在夏至时分处在天穹的顶上,也就是他没有见过太阳处在了头顶的正上方,那么这时任何物体都没有了影子,因为太阳是垂直往下晒的,对吧,多想一下生活中的例子,这不难理解。

但是有一天,埃拉托色尼收到了一封来自塞尼城的信件,塞尼城在亚历山大城的南边,好,现在你暂停一下,先把这三座城市的相对位置捋清楚了,在往下看!信中就说,在夏至时分太阳直直地晒进了一口深井的底部,还说在地面上打一根地桩,这根地桩没有影子。这说明了,太阳处在了天穹的顶端,阳光和地面呈90度,对吧。

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我就觉得,塞尼城的人有这么无聊吗?天天生活在那里,太阳处在了头顶这有啥奇怪的,还专门给大师写信,不过,信中的内容确实让埃拉托色尼挺震惊的。

他在任何一年中都没有看到过太阳处在头顶啊,所以他在来年夏至的这一天就在亚历山大城进行了一项实验,垂直于地面打了一个地桩,并且在正午时分测量了这根地桩的影子长度。

接下来就是古希腊人最擅长的几何学了,根据影子的长度和地桩的高度,就能算出阳光与地桩的夹角,这就是一个简单的直角三角形,当时测量的值为1/50个圆周,也就是7.2度。

这个角度正好就等于太阳的位置和天穹顶的夹角。对吧。那么如果信中所言不假,那么此时太阳和塞尼城的夹角就是0 。

首先,埃拉托色尼就思考了这样一个问题,为什么会造成这样的差异?北边的城市和阳光有夹角,南边的城市却没有,为什么?因为地球是个球。如果是平面的话,就不存在这样的差异了。对吧。

接下来才是整个实验的重点,不难看出,两个城市向地心延长线的夹角就等于7.2度,对吧。那么如果知道了两个城市之间的距离,也就是那段圆弧的长度,再乘以50,不就是地球的周长了嘛!

在这个历史事件中,最重要的就是上面的科学思想,至于算出来的周长,它肯定不准,最大的原因是,当时没有精确的测距手段,唯一的办法就是靠骆驼走过一段路,看下花了多长时间,然后算走了多长的距离。

这个办法太粗糙了,还有就是当时使用的距离单位斯塔迪亚,现在有两个版本,1斯塔迪亚等于185米,还有另外一个,1斯塔迪娅等于157.5米。

根据这两个距离单位换算,埃拉托色尼的地球周长就有了两个值,46620千米和39375千米,那么现在的公认值为40041千米,前一个大了16%,后一个只小了2%。

对吧,看起来还是挺准确的。不过准不准确这并不重要。人家的科学方法是对的,值得我们学习。

所以说地球是个球,这件事早就被人家古希腊人给搞清楚了,在学术圈里已经成为了公认的真理。只不过当时信息闭塞,又没有像我们这些专门给大众搞科普的,所以当时绝大部分的民众依然不知道地球是个球。

就算是到了麦哲伦航海的时候,依然有大量的水手认为他们有可能会掉入无尽的深渊,临走的时候还和家人们道了别,哭的是稀里哗啦。

那你说当时麦哲伦他自己知不知道地球是个球?他肯定知道,而且深信不疑,你想想,在那个年代,能号令几百个弟兄航海,有一艘大轮船,能得到皇室的支持和融资,人家麦哲伦肯定是干大事的,处在上层社会,并非等闲之辈,人家的见识和学识肯定不是我们这些农民能够比的。对吧。当时一个农家子弟家里可能连个架子车都没有,还见过什么大轮船。对吧。

最后再说一个问题,也是一直让我感到心痛的一件事,我们中国人啥时候知道地球是个球。20世纪初,被迫学习人家西方先进技术的时候,当时也只是一小部分人知道这个事实而已。关于科学为什么没有诞生在中国?也就是著名的李约瑟问题,后面有机会专门讲这个事。

好了,今天的内容就到这里。