希腊数学家厄拉托塞(约公元前274~前194年)在夏至这一天的中午,于埃及的希耶乃(现在的阿斯旺水坝附近)看到深井的水面上映出整个太阳的光亮影子,于是他确信此时此地阳光是垂直射到井底的。同样,还是在夏至这一天的中午,他在希耶乃正北805公里的亚历山大处,直立一杆,却出现了日影。于是他根据杆长和影长,算出杆和太阳的夹角是7°12′,并由此而计算出地球的半径。
请你想想,他是怎样算出地球半径的,算出的地球半径有多长?
答案仅供参考:
6406公里
设地球的半径为
R,则
由上式得R=6406公里
实际上地球的周长约为4万公里,由此得
2πR=40000
R=6366(公里)
可见当时厄拉托塞所求得的地球半径还是相当精确的。
史话
在中国古代数学的《周髀》中,就记有陈子测量太阳距离地面的方法。书中写有:“陈子曰:日中立杆测影…周髀长八尺,夏至之日,晷长一尺六寸。髀者,股也。正晷者,勾也。正南千里,勾一尺五寸。正北千里,勾一尺七寸。”
上述文句的日中,指的是太阳中午经过子午线的时候。髀是一根八尺长的杆子,立在周城测日影,所以叫周髀。晷是日影。
通俗地说,上文为:一根八尺长的杆子,垂直地立在周城的地上,就和影子构成一个直角三角形。以杆为股,以影为勾。在夏至日测得影长一尺六寸。如果在城南千里和城北千里,同样立八尺长的杆子,那么夏至日城南影长1尺五寸,城北影长一尺七寸。
陈子由上述的测量,计算出太阳与地球的距离。陈子是公元前六七世纪的人,他不但很熟练地运用了勾股定理,而且还利用纬度不同,影长不同的关系来测量计算日距。这比厄拉托斯要早好几百年。遗憾的是,陈子不知道地球是圆的,所以他不能用以测量地球的半径,计算出来的日距误差也很大。
至于厄拉托塞,有些人现在还知道他是素数表简单制作方法的设计者。除此以外,人们很少知道他在数学方面还有什么成就。