地球是圆的还是平的？
“在哥伦布时代，人们认为地球是平的，大西洋里有吞噬船只的巨大怪物，以及地球边缘有令人恐惧瀑布，脆弱的船会在那里坠入无尽的深渊。但哥伦布确信地球是圆的，他决定带着水手一起航行，与那些愚蠢的信念作斗争。”——-1919年美国作家艾玛·米勒·博勒纽斯 哥伦布的故事家喻户晓，也是我们儿时成长过程中最美的神话，他是航海时代的英雄，年轻时候的偶像就是有名的马可·波罗，因此他立志要成为航海家，哥伦布也是当时那个时代唯一一个相信地圆说的人，它看过偶像的《马可·波罗游记》所以十分向往遍地是黄金的中国。他坚信只要一直向西航行就一定能到达中国和印度，不过他至死都没能来到中国，却在半路登上了美洲大陆。 现在让我们想象一下1492年的水手们有多么的勇敢，所有人都说地球是平的，你们可能会掉入无尽的深渊，但他们依然冒死前往世界的边缘，将生死置之度外。那么这里有个问题：历史上都说哥伦布和后来的麦哲伦都坚信地球是圆的，他们有没有依据呢？是谁第一个用严谨的理论证明了地球是圆的？今天就聊下这个问题。 我们能否通过月球上的阴影来判断地球的形状 有个有趣的事实是，在古代文献中全人类一致认为地球的形状是平的，我国也有天圆地方一说，其实地方真的还没有地圆更科学。为什么呢？这是古人对地球最直观的判断，其实也不是古人不够智慧，如果放在现代，我们只知道天空中两个最重要的天体太阳和月球，也会得出同样的结论。 如果我们在新月后一两天的日落时分出门，我们将会看到这样的景象。 月亮呈现出细长的月牙状，我们可以看出明亮的发光部分似乎与一个球体阴影重合，我们也可以清楚的看到未发光的部分呈现出圆盘状。 在接下来的几天里，我们继续在日落之后出去看月亮。事实上，如果我们每天晚上在相同的时间看天上的月亮，就会注意到两件事,再日复一日地发生着变化。 从左往右看哈 每天晚上月亮只会移动大约12度也就是一个手掌的宽度，并且在逐渐远离日落的位置，月亮也从一开始的小月牙慢慢变大!假如今天晚出去看到的是半月，那么往后的每天晚上我们会看到越来越完整的月亮，直到满月。作为优秀的天文学家，我们可能会得出这样的结论:月球在绕地球运行，其明显的相位变化是由太阳照射到球形月球不同部分的光线引起的。 事实上，这就是古代和现代关于月相成因的观点。那么我们能不能判断出地形的形状呢？ 一年中在满月期间会发生大约两次特殊的天文想象，那就是月食！当出现满月时，如果月球、地球和太阳恰好在一条直线上，那么地球的影子就会投在月球的表面上！ 如果我们观察月球表面的阴影，就可以清楚地看到地球的阴影边缘是弯曲的，形状像一个圆盘。如果我们把地球在月球上的阴影拼接在一起，我们甚至可以拼凑出地球阴影在月球表面的相对大小。 但很遗憾，这并不能告诉我们地球是扁平的圆盘还是球形；它只能告诉我们地球的影子确实是圆的。原则上，从月球上的阴影看，地球可以是平的，也可以是圆的。看下图 所以哥伦布当时坚信地球是圆的，或者是几年后的是麦哲伦第一次完成了人类的环球航行，并首次证明了地球的形状。只能说这是艺高人胆大的冒险行为，毕竟航海家都有冒险精神！麦哲伦曾经说过： “教会说地球是平的，但我知道它是圆的，因为我在月亮上看到过地球的影子，我对影子比对教会更有信心。” 所以他们只是盲目的坚信，并且付出了冒险行动证明了地球的形状。相反人类是在2000多年前的古代!只用了太阳就证明了地球的形状。他们是怎么做到的？ 从左往右 在北半球，沿着太阳白天的轨迹，我们会发现太阳在天空的东部升起，在南部上升到顶点，然后在西部下降和落下。一年中的每一天都是这样，日复一日。 但是太阳并不是每天都走同一条轨迹;在夏季，太阳在中午会到达天空中最高的位置，白天的光照时间更长。而在冬季，太阳会到达一个相对较低的位置，白天光照时间短。为了生动地说明这一点，看上图的延时拍摄的照片，这是冬至期间，太阳在天空中的路径。 如果绘制出太阳一年中每天在天空中走过的的路径，我们会发现在冬至(通常是12月21日)太阳的轨迹线最低，白天日照时间很短，不经意间又要关灯睡觉了。在夏至(通常是6月21日)太阳轨迹线最高，基本就在头顶，真的是太阳当空照，花儿多我笑，白天日照时间最长。 如果用一台照相机拍摄一年中太阳穿过天空的路径，我们会看到一系列漂亮的弧线，其中最高、最长的弧线是在夏至时形成的，最低、最短的弧线是在冬至时形成的。下图： 在古代，来自埃及、希腊和整个地中海最伟大的学者和科学家都在亚历山大图书馆工作。其中一位科学家是古希腊天文学家，他就是埃拉托色尼。 在亚历山大港生活期间，在夏至的时候埃拉托色尼收到了来自埃及南部城市西恩纳的信件。信件上提到： 有些物体在中午没有影子 换句话说，如果太阳在各个方向上没有偏差一度，直射头顶。如果一个完全垂直的物体，它绝对不会产生阴影。 埃拉托色尼清楚他生活的亚历山大港物体影子的情况并非如此。在亚历山大夏至的正午时分，太阳比一年中任何时候都更接近正上方，但垂直物体仍然会投下阴影。 埃拉托色尼就做了一个实验。在夏至的中午影子最短的时候，他测量了一根垂直木棍投下的影子的长度，算出太阳与亚历山大港垂直地面方向上的角度。 他得到的答案是1 / 50，即7.2度。那么在西恩纳一根一模一样，垂直与地面的棍子与太阳光的角度为什么是0呢!这是什么原因? 也许是天才的灵感迸发，埃拉托色尼意识到太阳的光线是平行的，那么地球就是弯曲的，否则所有地方太阳光应该与物体的夹角是一样的。 如果埃拉托色尼能算出亚历山大到西恩纳的距离，并且他还知道这两个城市的角差，就可以算出地球的周长!但是当时想测量两地的距离并非易事。要是埃拉托色尼当时有一群助理的话，他就可以派他们去出差了，慢慢的测量距离了!（哈哈） 但是，由于当时的条件限制他只能依赖于当时官方的测地资料。那么当时官方对距离“精确”的测量标准是什么? 骑骆驼测量，骆驼走完一段距离所需的时间，然后根据骆驼的速度，就可以大致知道两地的距离。其结果是西恩纳和亚历山大之间的距离是5000斯塔迪亚。斯塔迪亚是一种长度单位，问题是，一斯塔迪亚有多长?答案取决于居住在埃及的希腊人埃拉托色尼，使用的是希腊斯塔迪亚还是埃及斯塔迪亚，目前历史学家们仍在争论这个问题。 不过希腊斯塔迪亚的使用更为普遍，按现代标准是185米。使用这个值的话，可以得到地球周长为46,620千米，这个数字只比实际值大了16%。 然而，一个埃及斯塔迪亚是157.5米，如果当时埃拉托色尼依照这个距离的话，我们得到的值为39375公里，与现代值40041公里相比，相差不到2% ! 不管实际值是多少，埃拉托色尼是世界上第一位地理学家，他发现了地球是圆的，并且第一次准确地计算出了地球的大小!还发明了我们今天仍然使用的经纬度概念，并建立了第一个基于球形地球的模型和地图。 但是在随后的几千年里，这些东西并没有流传下来，今天我们任何人都可以在相同经度的两个位置上做同样的实验，同时测量影子的长度，也可以算出地球的周长! 但是直到1946年我们人类才获得了第一张关于地球曲率的摄影证据。 再回到哥伦布，他当时虽然坚信地球是圆的，但是他对地球的大小做出了一个错误的估计，他曾说服其他人相信他可以直接从欧洲航行到印度和中国，当时所有认为他是骗子，不过最后还是说服了西班牙王后，并得到了国王的支持，哥伦布带着国王给印度和中国皇帝的国书就出发了，所幸中途有个美洲大陆，不然哥伦布真的要被饿死在半路。哥伦布直到死的时候都认为自己已经到过印度了，其实他踏上的是美洲大陆，中间还差十万八千里呢！
地球是平的还是圆的？
圆的。 地球（英文名：Earth；拉丁文：Terra）是距离太阳的第三颗行星，也是已知的唯一孕育和支持生命的天体。地球表面的大约 29.2% 是由大陆和岛屿组成的陆地。剩余的 70.8% 被水覆盖，大部分被海洋、海湾和其他咸水体覆盖，也被湖泊、河流和其他淡水覆盖，它们共同构成了水圈。 地球的大部分极地地区都被冰覆盖。地球外层分为几个刚性构造板块它们在数百万年的时间里在地表迁移，而其内部仍然保持活跃，有一个固体铁内核、一个产生地球磁场的液体外核，以及一个驱动板块构造的对流地幔。 中文“地球”一词最早出现于明朝的西学东渐时期，最早引入该词的是意大利传教士利玛窦（Matteo Ricci，1552－1610），他在《坤舆万国全图》中使用了该词。 清朝后期，西方近代科学引入中国，地圆说逐渐为中国人所接受，“地球”一词（亦作“地毬”）被广泛使用，申报在创刊首月即登载《地球说》一文。