一直以來,我們有一個誤解,認為古人很是愚鈍,連地球是個球都看不出來,卻說地球是個扁平的圓盤,或者說地球是方的,下面有一只大烏龜馱著大地,大烏龜?shù)南旅嬗幸贿B串的小烏龜,大地被大海環(huán)繞,天空像一口鍋一樣扣在頭頂。
這樣的想法持續(xù)了幾千年,直到1519年—1522年間,著名海航家麥哲倫不顧個人安危,冒著掉入深淵的危險完成了人類首次huan球航向,才證明了地球是個球。
不錯,這個故事聽起來卻是很完美,既突出了航海家的英雄主義,又顯示了近代人的聰明才智。你這也太小看古人了吧,人家在2000多年前就知道地球是個球了,并且在此基礎(chǔ)上還建立了一套不錯的宇宙模型。
如果我們現(xiàn)在還認為地球是個球是后來近代人發(fā)現(xiàn)的,那只能說我們太無知了。好,我們開始今天的主題,看看古代的先哲們是怎樣認識地球的。
其實蓋天說,也就是大地上面扣個鍋蓋,并不是古希臘先哲們的說法, 這是從很久遠的過去流傳下來的,具體時間已經(jīng)無法考證了。
自從古希臘哲學(xué)興起之后,那一幫神人就很快認識到了地球是個球,當(dāng)時已經(jīng)發(fā)展成了行業(yè)內(nèi)公認的標準,沒有人提出異議,因為證據(jù)太充分了。
據(jù)說是數(shù)學(xué)家畢達哥拉斯首先說地球是個球,他生活在公元前572年到公元前497年,畢達哥拉斯認為萬物皆數(shù),任何事物都是由數(shù)字組成的,當(dāng)然萬物背后的規(guī)律也可以用數(shù)學(xué)來描述。對吧。
除了對數(shù)學(xué)的癡狂以外,畢達哥拉斯還認為上帝創(chuàng)造的這個宇宙應(yīng)該是完美、和諧的,不能有任何的瑕疵和不規(guī)整,很明顯他患了一直病,叫強迫癥。那么我們現(xiàn)在想一下什么是完美無瑕的?當(dāng)然是二維的圓和三維了,對吧。
的球
其他的任何幾何形狀在他的眼里都是都不完美,看著不舒服,他不敢想象地球是個三角形,所以畢達哥拉斯不知何故就選擇了球形,說地球是個球,這樣他就能舒服的睡覺了。
按理來說,你說地球是個球,你要為你的說法提供證據(jù),對吧,但是畢達哥拉斯說,我就不,我就跟你玩哲學(xué)上的思辨,有本事你就跟我抬杠,很明顯當(dāng)時沒人能杠過畢達哥拉斯學(xué)派。
反而這種完美的和諧宇宙論,這種強迫癥一直傳染給了后世的哲學(xué)家,包括柏拉圖、亞里士多德,甚至影響到了后世的科學(xué)家,包括哥白尼,開普勒。從后面的一些列文章中,你都會看到,幾千年來人類對完美的圓形和球形的追求有著如癡如醉般的瘋狂。
不過當(dāng)時也有人提出了這樣的疑問,說起來也巧,我小時候也產(chǎn)生了同樣的困惑,你說地球是圓的,好,我信了!但是如果地球是圓的話,那站在邊邊上的人不是就滑下去了嗎?那站在地球底下的人不就顛倒了嗎?
我小時候就想不通這個問題,同樣的2000多年前的古人也想不通這個問題,這說明了啥?如果我的智商算是現(xiàn)代人的平均水平的話,那就說明我的智商跟古人沒有區(qū)別,這也就說明了古人并不比我們現(xiàn)代人笨,對吧。所以我們不應(yīng)該以現(xiàn)代人的眼光嘲笑古人的一些見解。他們當(dāng)時對大自然的一些見解,其實非常偉大。在后面的系列文章中,你會體會到這一點。
好,我們言歸正傳,接著說,關(guān)于這個問題其實很快就有人給出了答案,至于對不對,不要緊,至少解決了人們心中的疑惑,這是最關(guān)鍵的。
畢達哥拉斯死后100多年,古希臘就出了一位牛人,他就是亞里士多德,他從老師柏拉圖那里得到了真?zhèn)鳎瑯诱J為地球是個球。
他不僅將此思想繼續(xù)發(fā)揚光大,還為其找到了堅實可靠的證據(jù),那么就算是在今天看來都沒有比這些證據(jù)再好的證據(jù)了。除非那五百多位上過太空的宇航員,人家是親眼看到了地球。對吧。
第一個證據(jù)是這樣,月食知道吧,地球的影子投在了月球上,很明顯地球影子的邊緣是個圓弧,對吧!難道你現(xiàn)在能說地球是個三角形,是方的?這個證據(jù)太直接了,不過讓我感到可惜的是,你說,我們我國人看月亮看得還少嗎?至少后羿沒少看月亮吧,但是卻沒有一個人說地球可能是個球。真的太可惜了。
這個證據(jù)可以堅實地告訴我們,地球不是個球就是個圓盤,對吧,這兩種幾何結(jié)構(gòu)都可以投出圓形的陰影。但亞里士多德認為,不管月亮怎樣轉(zhuǎn),不管啥時候,地球的陰影都是圓,這說明了地球是球形的可能性非常大,而不是圓盤,圓盤可能會投出其他的性轉(zhuǎn),對吧!這可以理解吧。
除了這個證據(jù)以外,還有其他的一些證據(jù)可以證實地球是個球,比如說:亞里士多德就發(fā)現(xiàn),你說一條漸漸遠去的船,為什么先是船身消失了,然后是桅桿才會消失?一條向你駛來的船剛好就相反,先看到桅桿,然后再看到船身?對吧。
很明顯地球是個球。再比如說,你現(xiàn)在駕船不斷地向南航行,你就會發(fā)現(xiàn),你在夜晚會看到北方看不到的星座,以及一些模糊的星云。比如專屬于南方夜空的麥哲倫星云,北方看不到。當(dāng)然你向南航行,看到了更多的南方星座,那就會有北方星座消失在地平線。對吧。
這說明了啥?地球是個球!不僅如此,2000多年前的亞里士多德,還給2000年后的我解釋了一下,我小時候的困擾。
為什么地球下面的人沒有感覺到自己頭朝下呢?亞里士多德說,自然界非為兩種運動受迫運動和自然運動,那自然運動就說的是,所有的物體都有回到宇宙中心的本性,那宇宙的中心在哪里?對,就是地球的中心!
我們想回到地球的中心,卻被地面給擋住了,所以我們就可以牢牢地站在地面上了。漂亮!解釋的真的太好了。雖然是錯的!
這又說明了一個問題,以我的智商跟亞里士多德比的話,那簡直就是自取其辱,因為我也有同樣的困擾,但是我就沒有給這個問題找出過一個解釋,最后學(xué)了牛頓的那一套以后,才知道了真相。哎!這只能說明,我就是個凡夫俗子!只能給大家搞搞科普了。
別急,事情到這里還沒有結(jié)束,古希臘人的才智遠不止如此。跟亞里士多德同時代,有一個人叫埃拉托色尼,大約也是公元前3世紀的。
這位大哥簡直是牛出了天際,在幾何學(xué)的基礎(chǔ)上,利用數(shù)學(xué)和邏輯思維證明了地球是個球,還算出了地球的周長。
他當(dāng)時生活在埃及的亞歷山大城,但祖籍是希臘的希勒尼,正巧的是,這兩個城市處在同一緯度上,所以在埃拉托色尼的一生中,看到的太陽每年在天空中的運動軌跡是完全一樣的,至少對他來說從來都沒有看到過太陽在夏至?xí)r分處在天穹的頂上,也就是他沒有見過太陽處在了頭頂?shù)恼戏剑敲催@時任何物體都沒有了影子,因為太陽是垂直往下曬的,對吧,多想一下生活中得例子,這不難理解。
但是有一天,埃拉托色尼收到了一封來自塞尼城的信件,塞尼城在亞歷山大城的南邊,好,現(xiàn)在你暫停一下,先把這三座城市的相對位置捋清楚了,在往下看!信中就說,在夏至?xí)r分太陽直直地曬進了一口深井的底部,還說在地面上打一根地樁,這跟地樁沒有影子。這說明了,太陽處在了天穹的頂端,陽光和地面呈90度,對吧。
我就覺得,塞尼城的人有這么無聊嗎?天天生活在那里,太陽處在了頭頂這有啥奇怪的,還專門給大師寫信,不過,信中的內(nèi)容確實讓埃拉托色尼挺震驚的。
他在任何一年中都沒有看到過太陽處在頭頂啊,所以他在來年夏至的這一天就在亞歷山大城進行了一項實驗,垂直于地面打了一個地樁,并且在正午時分測量了這跟地樁的影子長度。
接下來就是古希臘人最擅長的幾何學(xué)了,根據(jù)影子的長度和地樁的高度,就能算出陽光與地樁的夾角,這就是一個簡單的直角三角形,當(dāng)時測量的值為1/50個圓周,也就是7.2度。
這個角度正好就等于太陽的位置和天穹頂?shù)膴A角。對吧。那么如果信中所言不假,那么此時太陽和塞尼城的夾角就是0 。
首先,埃拉托色尼就思考了這樣一個問題,為什么會造成這樣的差異?北邊的城市和陽光有夾角,南邊的城市卻沒有,為什么?因為地球是個球。如果是平面的話,就不存在這樣的差異了。對吧。
接下來才是整個實驗的重點,不難看出,兩個城市向地心延長線的夾角就等于7.2度,對吧。那么如果知道了兩個城市之間的距離,也就是那段圓弧的長度,再乘以50,不就是地球的周長了嘛!
在這個歷史事件中,最重要的就是上面的科學(xué)思想,至于算出來的周長,她肯定不準,最大的原因是,當(dāng)時沒有精確的測距手段,唯一的辦法就是靠駱駝走過一段路,看下花了多長時間,然后算走了多長的距離。
這個辦法太粗糙了,還有就是當(dāng)時使用的距離單位斯塔迪亞,現(xiàn)在有兩個版本,1斯塔迪亞等于185米,還有另外一個,1斯塔迪婭等于157.5米。
根據(jù)這兩個距離單位換算,埃拉托色尼的地球周長就有了兩個值,46620千米和39375千米,那么現(xiàn)在的公認值為40041千米,前一個大了16%,后一個只小了2%。
對吧,看起來還是挺準確的。不過準不準確這并不重要。人家的科學(xué)方法是對的,值得我們學(xué)習(xí)。
所以說地球是個球,這件事早就被人家古希臘人給搞清楚了,在學(xué)術(shù)圈里已經(jīng)成為了公認的真理。只不過當(dāng)時信息閉塞,又沒有像我們這些專門給大眾搞科普的,所以當(dāng)時絕大部分的民眾依然不知道地球是個球。
就算是到了麥哲倫航海的時候,依然有大量的水手認為他們有可能會掉入無盡的深淵,臨走的時候還和家人們道了別,哭的是稀里嘩啦。
那你說當(dāng)時麥哲倫他自己知不知道地球是個球?他肯定知道,而且深信不疑,你想想,在那個年代,能號令幾百個弟兄航海,有一艘大輪船,能得到皇室的支持和融資,人家麥哲倫肯定是干大事的,處在上層社會,并非等閑之輩,人家的見識和學(xué)識肯定不是我們這些農(nóng)民能夠比的。對吧。當(dāng)時一個農(nóng)家子弟家里可能連個架子車都沒有,還見過什么大輪船。對吧。
最后再說一個問題,也是一直讓我感到心痛的一件事,我們我國人啥時候知道地球是個球。20世紀初,被迫學(xué)習(xí)人家西方先進技術(shù)的時候,當(dāng)時也只是一小部分人知道這個事實而已。關(guān)于科學(xué)為什么沒有誕生在我國?也就是著名的李約瑟問題,后面有機會專門講這個事。
好了,今天的內(nèi)容就到這里。