自從(cong) 人們(men) 了解地球是一個(ge) 大圓球之後，關(guan) 於(yu) 這個(ge) 大圓球的一些基本信息，比如質量、周長、體(ti) 積、溫度等等就成了科學家迫切想要搞清楚的問題。

來自古代科學的聲音

古希臘的天文學家埃拉托賽尼是第一個(ge) 對地球 周長進行測量的人，埃拉托賽尼是在“亞(ya) 曆山大市”這個(ge) 城市長大的，距離亞(ya) 曆山大市南麵785公裏的地方有一個(ge) 小城市名為(wei) “塞尼”，雖然“塞尼”這個(ge) 城市並不是很有名氣，但是這裏卻有著一個(ge) 非常奇怪的現象，那就是在每年夏至的這一天，中午12點整的時候，太陽的位置會(hui) 剛剛好移動到一口井的正上麵，也就是說夏至當天中午12點整時，太陽光是以垂直90度的方向照射在“塞尼”的大地上。

即便位置處於(yu) 同一子午線的“亞(ya) 曆山大”和“塞尼”，但是“亞(ya) 曆山大市”卻不會(hui) 出現上麵所說的那個(ge) 奇怪現象，頭頂上的太陽並不位於(yu) 垂直90度的正上方，太陽是處於(yu) 稍稍偏離天頂的地方。埃拉托賽尼觀察到了這一個(ge) 奇怪的現象，並且在夏至當天在“亞(ya) 曆山大市”的大地上插了一根木棒，中午12點整的時候，埃拉托賽尼測量出太陽和天頂方向之間的夾角是7.2度，這個(ge) 數值就是360度的1/50。

鑒於(yu) 太陽和地球之間相隔的距離，太陽發出的光線可以被當作是幾乎重疊的狀態，埃拉托賽尼根據相關(guan) 的平行定理，得出角1=角2的結論。在幾何數學中，角2扮演的角色是圓心角，根據圓心角定理，圓心角的度數等於(yu) 其對應弧的度數，因為(wei) 角2＝角1，因此角2的度數也是360度的1/50，所以“亞(ya) 曆山大”和“塞尼”距離的圓弧長度等於(yu) 圓周長度的1/50，這就表明，“亞(ya) 曆山大”和“塞尼”相隔的距離恰好等於(yu) 地球周長的1/50。從(cong) 這件事可以看出，“亞(ya) 曆山大”和“塞尼”相隔的距離再乘以50，計算所得出來的結果就是地球的周長。

埃拉托賽尼根據上麵的操作計算出地球的周長為(wei) 39250千米，但是埃拉托賽尼當時並不知道地球是橢圓形的，因此他的計算結果是基於(yu) 地球是圓球形的條件下所得出的周長數值，但是在當時並沒有人相信埃拉托賽尼，認為(wei) 他的計算結果有誤，因為(wei) 39250千米這個(ge) 數值實在是太大了，完全是不可能的，所以沒有一個(ge) 人願意選擇相信他。與(yu) 此同時，對地球周長進行測量與(yu) 計算的人也失去了信心。

科學偉人的成就

早在8世紀初的時候，一名和尚親(qin) 自組織和帶隊進行了一次非常有科學參考價(jia) 值的大地測量工作。沒錯！你沒有看錯！他就是一名和尚，他就是我國唐代著名的天文學家、佛學家·張遂，法號·一行｛僧人｝。

此次測量的區域：以黃河南北平地為(wei) 中心點，北起北緯51度，南至北緯17度，其中包括了13個(ge) 測量點。

此次測量的儀(yi) 器：圭表、

圖片說明：圭表工作原理

此次測量的對象：13個(ge) 測量點各處的冬至、夏至、春分和秋分的日陰線和漏刻晝夜分叉的位置。

下麵主要說說河南省平原地區的測量結果，張遂測出這個(ge) 地區緯度的經線弧線長度約為(wei) 129千米，這個(ge) 數據與(yu) 現代測得北緯34度57秒位置上的子午線1度弧線長度為(wei) 110千米作比較僅(jin) 僅(jin) 隻是相差了19千米，這個(ge) 誤差可以說是非常小的了。

10個(ge) 世紀之後，也就是18世紀中葉的時候，兩(liang) 支來自法國科學院的大地測量隊，一支隊伍前往南美大陸的赤道區域，另一支隊伍前往瑞典·拉普蘭(lan) ，這兩(liang) 支隊伍分別測量了兩(liang) 個(ge) 區域內(nei) 經線1度的長度，但是測量出來的結果讓法國科學院的人非常震驚，因為(wei) 從(cong) 數據上來看，地球極地1度經線的長度比地球赤道1度經線的長度要長，這就說明了一個(ge) 事實，那就是——地球是一個(ge) 扁球體(ti) ，而不是正規的圓形。

進入19世紀，科學家都想得到地球周長的準確數值，於(yu) 是科學家就展開了無數次的測量與(yu) 計算，克拉索夫斯基這位來自前蘇聯的學者，在美國、西歐和前蘇聯等一些地區進行弧度測量，通過重力測量得到的數值，在當時是最具有科學說服力的。

近年來由於(yu) 科技水平不斷地提高，測量的技術也突飛猛進，人類也開發和掌握了各種各樣對地球測量的方法，特別是采用人造衛星、宇宙飛船進行測量，這兩(liang) 種方法可以使得測量的準確數據不斷更新，地球赤道的半徑約為(wei) 6378.14千米，極半徑約為(wei) 6356.755千米，赤道半徑和極半徑之差與(yu) 赤道半徑之比為(wei) 1:298.25，【6378.14/（6378.14-6356.755）】。假如按照以上的扁平率製造一個(ge) 半徑約為(wei) 298.25毫米的地球儀(yi) ，那麽(me) 極半徑和赤道半徑相差僅(jin) 僅(jin) 是1毫米，因此在這種情況之下的地球就稱得上是一個(ge) 真正的圓球體(ti) 了。

采用現代科技測量出的結果顯示，地球的經線圈周長約為(wei) 40000.5千米，赤道周圍約為(wei) 40075.5千米，地球整體(ti) 平均密度約為(wei) 5.517克每平方厘米，表麵積約為(wei) 5.1億(yi) 平方千米，體(ti) 積約為(wei) 10833億(yi) 立方千米。

探究地球的重量有多少，基本上是沒有意義的

地球作用於(yu) 某個(ge) 人或某個(ge) 物體(ti) 上的重力，稱之為(wei) 「重量」，探究地球的重量有多少，基本上是沒有意義(yi) 的，因為(wei) 隻有和其他物體(ti) 做比較時地球才擁有重量。通過計算地球作用一個(ge) 已知質量的物體(ti) 上的效應，從(cong) 而估算出地球的質量約為(wei) 5.97×10^24千克。在人造衛星、宇宙飛船發明之前，估算地球的質量是一個(ge) 極其困難的問題。

第一個(ge) 把地球質量值精確計算出來的人是內(nei) 維爾•馬斯基林在1774年完成的，內(nei) 維爾•馬斯基林根據在重力作用下來回擺動的鍾擺，從(cong) 而推算出蘇格蘭(lan) 境內(nei) 一座高山的質量和計算出這座山的重力效應作用於(yu) 地球的重力。

黃姤結語·了解地球的重要性

目前可以觀測人造衛星圍繞地球旋轉的運動，可以得到更為(wei) 準確的地球質量，認識地球的基本參數｛比如輪廓、體(ti) 積、質量｝對科學研究是有很大意義(yi) 的，比如：

• 高精度坐標係統的建立，對大地測量起到精準定位的作用。
• 加大人造衛星、宇宙飛船飛行軌道的準確度。
• 幫助我們了解地球內部結構和地球表麵一些物理現象。

以上3個(ge) 案例都要求我們(men) 在掌握地球相關(guan) 的各種精確參數的情況下才能展開工作。但是根據各個(ge) 人不同的需求，可以對地球輪廓、體(ti) 積、質量做出不同程度的簡化，甚至把地球看作是一個(ge) 圓球體(ti) ，因為(wei) 地球極半徑與(yu) 赤道半徑相差僅(jin) 僅(jin) 是21.385千米，相當於(yu) 地球半徑的1/300，這個(ge) 差別相對於(yu) 地球來說是微不足道的。



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