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地球的大小

        自从有人相信大地是个圆球,关于它的大小,便是人们渴望知道的问题了。最早测量地球大小的是古希腊天文学家埃拉特色尼。当时,他居住在现今的埃及亚历山大港附近。在亚历山大港正南方有个地方叫塞恩,即今天的阿斯旺,两地基本上在同一条子午线上。在两地之间,有一条通商大道,骆驼队来往不绝。两地的距离大约相当今天的800公里。塞恩有一口很深的枯井,夏至这一天正午,阳光可以直射井底,说明这一天正午太阳恰好在头顶上。可是同一天的正午,在亚历山大港,太阳却是偏南的。根据测量,知道阳光照射的方向和竖直木桩呈7.2°的夹角。这个夹角,就是从亚历山大港到塞恩两地间子午线弧长所对应的圆心角。埃拉特色尼根据比例关系,轻而易举地计算出了地球的周长:
        地球周长:800公里=360°∶7.2°
        计算结果,地球周长约为40000公里,这和我们今天所知道的数值极为接近。
        埃拉特色尼的方法是正确的。至今,天文大地的测量工作,也还是根据这一原理进行的。不过,精确的测量不是靠太阳,而是靠某恒星的高度和方位来进行测量和推算的。
        后来,又有人重做埃拉特色尼的实验,由于仪器精度不高所测得的结果为28800公里。但当时,人们迷信仪器的测量,相信这个与实际长度误差很大的数字。所以,一直到15世纪以前,西方人一直认为地球的周长只有28800公里。哥伦布采用的也是这个较小的数值。他错误地估计,只要向西航行几千公里就可以到达亚洲的东部。如果他当时知道了地球的真实大小也许就不会做那次冒险的航行了。
        近代大地测量中,是利用恒星来测定地球某两地间子午线弧长的。只要精确测知一段子午线弧长,便会很容易地计算出地球的周长。这同埃拉特色尼的方法基本一致。
        近年来,由人造地球卫星测得的地球大小更为精确。目前所采用的有关数值是:
        地球赤道半径(a)6378.140公里
        地球极半径(b)6356.755公里
        地球扁率 a b1/298.257
        地球平均半径R(3 a2b)6371.004公里
        赤道周长(2лa)40075公里
        地球面积(4лR2)510100934平方公里
        地球体积4πR3110820亿立方公里
        认识地球的基本形状和大小,在生产和科学研究上具有重大的实际意义。譬如,在大地测量中,高精度坐标系统的建立;在空间技术应用中,导弹和人造卫星飞行轨道的确定;在对地球内部结构和地球表面一些物理现象的认识,以及天体物理研究等方面,都必须掌握地球有关方面的各种精确数值方能进行。
        不过,在日常工作和学习中,人们根据不同的需要,则往往对地球形状和大小作不同程度的简化,甚至把地球看成正球体也未尝不可。因为地球的赤道半径和极半径仅相差21.5公里,这只相当地球半径的三百分之一。换句话说,如果按照这个比例制作一个半径30厘米的地球仪,那么它的赤道半径和极半径仅相差1毫米!所以,只要不是从事要求精确的工作,这个差别,相对于地球来说,是微不足道的。


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