人類對地球形狀的認識過程

1、人類對地球形狀的認識大致經(jīng)歷了這樣一個過程:古時候的人由于活動的范圍很小只看到自己生活地區(qū)的一小塊地方因此單憑直覺就產(chǎn)生了種種有關(guān)“天圓地方“的說法.例如我國早在兩千多年前的周代就有“天圓如張蓋地方如棋局(棋盤)“的蓋天說.古代埃及人認識天像一塊穹窿形的天花板地像一個方盒.俄羅斯人則認為大地像一塊盾牌由三條巨鯨用背馱著漂游在茫茫的海洋里.印度人也有類似的傳說不過他們認為馱著這塊大地的不是巨鯨而是站在海龜背上的三頭大象.大象動一動便引起地

2、震地球的形狀與大小著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展人類活動范圍的擴大和各種知識的積累人們逐漸認識到大地在大范圍內(nèi)不可能是平坦的而應(yīng)該是彎曲呈弧形的.因為在海邊看離岸的船先是船身隱沒然后才是桅帆.在陸地上旅行的人如果向北走去一些星星就會在南方的地平線上消失另外一些星星卻在北方的地平線上出現(xiàn).如果向南走去情況就相反.這些現(xiàn)象只有大地是弧形的才好解釋.古希臘著名的科學(xué)家哲學(xué)家亞里士多德才第一次對大地是球形作出了論證.他觀察天象從月食時地球在月球上的投影等現(xiàn)象

3、中推斷大地的形狀為球形.當時一些持反對意見的人便提出:如果大地真是圓球狀的為什么住在地球另一端的人沒有掉向下面的空中呢那時候由于人們還不懂得有地心引力要回答這個問題是很難的.1516世紀的地理大發(fā)現(xiàn)特別是15191521年麥哲倫率領(lǐng)的一支船隊環(huán)繞地球航行一周成功這為大地是球形提供了有力的證據(jù).明朝末年西方傳教士利瑪竇湯若望等來到我國介紹了天文地理數(shù)學(xué)等科學(xué)知識我國才出現(xiàn)“地球“這個譯名隨著測量技術(shù)的不斷進步特別是人造地球衛(wèi)星的利用現(xiàn)在測

4、得的地球赤道半徑為6378千米極半徑為6356千米兩者相差為21千米赤道周長4萬千米.如果我們把這個龐大的地球縮小制成一個直徑1米的地球儀赤道半徑只比極半徑長1毫米多這點微小差別在地球儀上是表示不出來的所以我們使用的地球儀都還是正圓形的.簡單說：天圓地方天圓如張蓋地方如棋局大地不是平的麥哲倫環(huán)球航行，地球是圓的人造地球衛(wèi)星照片，地球是球體古時候人們認為天圓地方后來人們又認為大地彎曲呈弧形公元前500年前后畢達哥拉斯設(shè)想大地是球形約100

5、年后亞里士多德通過月食推斷大地是球形我國東漢年間張衡提出“地如雞中黃”15—16世紀麥哲倫通過環(huán)球航行證實大地是球形17世紀牛頓推斷地球為扁球體識的積累，人們終于發(fā)現(xiàn)，有一些客觀現(xiàn)象是無法用早期的那種直觀而質(zhì)樸的觀念來解釋的。實踐迫使人們不得不修改原來的錯誤觀念，于是便有人提出了拱形大地的設(shè)想。這就產(chǎn)生了“渾天說”。著名的漢朝科學(xué)家張衡在所作的《渾天儀注》中寫道：“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃，孤居于內(nèi)，天大而地小。天表里有水，

6、天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮?！惫?世紀，球形大地的觀念就已經(jīng)產(chǎn)生，但這畢竟沒有直接的證據(jù)，所以人們對此并沒形成共識。直到1519年～1522年，葡萄牙人麥哲倫率領(lǐng)的船隊完成環(huán)球航行，進一步證實地球確實是個球體。從此，人們才一把我們居住的“大地”稱為“地球”。麥哲倫環(huán)球航行的實現(xiàn)，是人類最終證實地球是個大圓球的里程碑。當時西班牙國王送給航海家們一個最好的禮物，就是一個人類共同擁有，然而又不被人們真正認識的彩色地球的

7、模型──地球儀。上面刻著一行寓意深刻的題字──“你首先擁抱了我”。大地是圓球形狀，到了16世紀，已經(jīng)沒有什么可以爭論的了。但人類對地球形狀的認識，并沒有終止。地球是個怎樣的球體呢，是渾圓體還是橢圓體，是扁球體還是長球體，是規(guī)則的還是不規(guī)則的？英國著名物理學(xué)家牛頓于17世紀80年代提出了萬有引力定律。他從這個理論出發(fā)，提出地球由于繞軸自轉(zhuǎn)，因而就不可能是正球體，而只能是一個兩極壓縮，赤道隆起，像桔子一樣的扁球體。也就是說地球的半徑隨緯度的

8、增加而變短，赤道的半徑最長，極半徑最短。法國天文學(xué)家里希爾在南美洲進行天文觀測時發(fā)現(xiàn)，擺鐘是受地面重力作用才擺動的，在法國巴黎和在南美洲擺動的周期不同。他認為這是因地面上重力不同引起的，并進而說明地面重力變化的情況。他的推測與牛頓的理論完全吻合，里希爾便正式提出了自己的結(jié)論?？墒钱敃r的巴黎科學(xué)院的權(quán)威接受不了地面重力會有變化的客觀事實。在地球形狀上，反對牛頓理論的代表人物，是當時巴黎科學(xué)院所屬的巴黎天文臺第一任臺長卡西尼父子。他們曾對從

9、巴黎到其以北的城市敦刻爾刻之間的子午線進行過很不精確的弧度測量。他們的測量結(jié)果與里希爾的結(jié)論完全相反。因而伏爾泰在文章里說：“關(guān)于地球的形狀，在倫敦認為是個桔子，而在巴黎卻把它想象成一個西瓜?！钡搅?8世紀30年代，關(guān)于地扁和地長的爭論更加激化。法國巴黎科學(xué)院分為兩派，擁護牛頓在理論上確定的扁球?qū)W說的人，在科學(xué)院內(nèi)形成了強大的力量。為了解決這個爭端，法國國王路易十四派出兩個遠征隊，再一次去實測子午線的弧度。一個隊到北緯66度的拉普蘭地區(qū)

10、，另一隊遠涉重洋到南美洲的秘魯?shù)貐^(qū)（南緯2度）。這是18世紀科學(xué)史上一大壯舉。南美遠征隊經(jīng)過10年工作，才回到巴黎。這次精密的子午線測量結(jié)果一公布，便轟動了巴黎科學(xué)院，也轟動了整個科學(xué)界，因為他們用事實證明了牛頓的扁球說理論是完全正確的。為此伏爾泰風(fēng)趣地寫道：兩個遠征隊用最雄辯的事實，“終于把兩極和卡西尼都一起壓下去了”。最早算出地球大小的，應(yīng)該說是公元前3世紀的希臘地理學(xué)家埃拉托斯特尼。他成功地用三角測量法測量了阿斯旺和亞歷山大城之間

11、的子午線長，算出地球的周長約為25萬希臘里（39600千米），與實際長度只差340千米，這在2000多年前實在是了不起的。20世紀50年代后，科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅速，為大地測量開辟了多種途徑，高精度的微波測距，激光測距，特別是人造衛(wèi)星上天，再加上電子計算機的運用和國際間的合作，使人們可以精確地測量地球的大小和形狀了。通過實測和分析，終于得到確切的數(shù)據(jù)：地球的平均赤道半徑為6738.14千米，極半徑為6356.76千米，赤道周長和子午線方向