谁最早发现“地球是圆的”？
中国数字科技馆2020-03-25 15:30
很久以前，人们看到了太阳的东升西落，星辰的斗转星移。
很久以前，人们看到了草原的辽阔，大海的宽广。
于是，很长一段时间，古人都觉得我们生活在一个“天圆地方”的世界——天空中的宇宙是个穹顶，而我们的地球是平坦的。
可渐渐地，一些聪明而留心观察生活的人发现，如果地球真的是平坦的，那么身边很多常见的现象都无法解释。最先发现这个惊天大秘密的是充满智慧的古希腊学者。
著名的“百科全书式科学家”亚里士多德在月食中发现了不同寻常的事。月食的成因在于地球运行到了太阳和月球之间，换句话说，月食就是地球投射在月亮上的影子。那么根据影子的轮廓，我们就可以判断出地球大致的形状。而无论是月偏食（地球只投射了一部分的影子），还是月全食（地球投射了完整的影子），边缘都是弧形或者圆形的。这样的情况，只有在地球是球体的时候才会发生。那么，假如地球是个扁平的圆盘可不可以呢？要想使月食保持圆形，就必须让太阳正射到圆盘的中心，否则地球的影子会被拉长成椭圆形。但人们可从没有见到过椭圆的月食啊！
除了月亮的信号，他还在夜空的星星中发现了证据。
希腊人在迁居的过程中，会习惯望向天空中的北极星寻找方向。但他们发现，越往南走，北极星在天空中的位置就越低。亚里士多德根据在埃及和希腊两地观测到的北极星位置的差异，估算出了地球的周长。虽然这个估值并不很准确，但还是成为了“地圆说”的有力证据。
于是，公元前340年，亚里士多德在《天问》（On the heavens）一书中，用这两个令人信服的证据告诉世人：地球是球型的，不是扁平的盘。
另一位古希腊数学家埃拉托色尼也有所发现。他把目光锁定在了太阳和影子。夏至正午，他在如今位于埃及的一座名叫阿斯旺的城市立起了一根杆，由于正午太阳直射，几乎看不到影子。而当他再次在阿斯旺以南的亚历山大市立起同一根杆时，发现了具有一定长度的影子。太阳照射到地面的光线近乎于平行光，按照数学几何原理，如果地球是平的，那么各处的影子长度应该都相等。事实并非如此，这也恰恰指向地球是球体的事实。根据影子的长度差异，结合两观测地间的距离，埃拉托色尼估算出了这两地间对应的圆心角，并进一步估算出了地球的周长，这个计算值已经很接近目前所采用的数值了。
从古希腊开始，人们开始意识到并逐渐承认了“地圆说”，古人们通过观察日月星辰，发现了地球的秘密，人类距离探索宇宙的脚步也更近了一步。其实，如果留意身边，你还能找到更多证据。
比如，有机会去海边，请望向远方的船只。当它们逐渐远离你时，你会发现它们并不是越变越小最后消失，而是船体先消失于地平线，随后船帆才不见。而远处当有船只进港时，你最先看到的也一定是船帆。
你看，生活的细微之处，往往藏着宇宙的大秘密。
参考资料：
1. https://www.livescience.com/60544-ways-to-prove-earth-is-round.html
2. 「英」斯蒂芬·霍金 《宇宙简史 起源与归宿》 译林出版社
作者：比邻星
审稿：于颖卓，中科院地理科学与资源研究所博士
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