数学趣味故事:趣味数学第一个测量地球周长的人

在古时候 , 对于地球的形状 , 有着各种各样不同的说法 。很多人都相信天是圆的 , 但地是方形的 , 至今仍有“天圆地方”之说 。那时候 , 要是有人说大地是球形的 , 恐怕会受到普遍的嘲笑 , 更严重的是 , 还有可能被视为扰乱人心而被处以极刑 。
然而 , 古希腊数学家爱拉斯托塞不仅认为大地是圆的 , 而且还以惊人的勇气 , 提出了“地球是可以测量的” 。这是一个别人想也不敢想的问题 。
球的大圆是球上周长最大的圆 。显然 , 只要能测量出地球大圆的周长 , 就可以知道地球有多大了 。这在科学技术发达的今天是一件不难的事 , 而在测量工具极为简单的古代 , 却是非常困难的事情 。但是聪明的爱拉斯托塞想出了一个很好的办法 , 他也就成了世界上第一个测量出地球大周长的人 。
爱拉斯托塞了解到 , 在亚历山大城的正南方有一座名叫赛尼的城市(图中的点S) , 城中有一个在北回归线以北 , 南回归线以南的地方 , 都有阳光直射的可能 , 也就是说 , 在南回归线以北 , 北回归线以南的某些地方 , 有阳光直射的可能 。希腊任何地方都不能出现文中讲的那种现象 。每年夏至那天的正午 , 阳光能够直接射进赛尼城水井的底部 。也就是说 , 在那一时刻 , 太阳正好悬挂在塞尼城的正上方(我们称这时太阳的位置为天顶 , 图中用点E表示) , 阳光能够直指地心(图中的点0) 。同一时刻 , 在爱拉斯托塞所在的亚历山大城(图中的点A) , 阳光却不能直射到水井的底部 。爱拉斯托塞在地上竖起一根木棍测量当地天顶方向(图中的AB)与阳光方向(图中的AD)之间的夹角(图中的∠1) , 发现这个夹角是360°的五十分之一 。
由于太阳离地球非常遥远 , 把射到地球上的阳光看作是互相平行的 。由此可得出∠1=∠2 。那么∠2的度数也就是360°的五十分之一所以亚历山大城到赛尼城的长度(图中弧AS)也就等于地球周长的五十分之一 , 只要知道亚历山大城与赛尼城的实际长度 , 就可以算出地球的周长了 。经计算 , 他得出地球的周长约39250千米 , 这是一个相当精确的结果 , 与现在测出的地球的周长相差不多 。