今天看到一个典故,说古希腊的数学家是怎么测量地球周长的。
大意是,古希腊有个数学家,叫托色尼,从天文观测知道了地球是圆的,于是就想去测量一下地球的周长,怎么测呢?于是小学生一样的简单脑回路出现了。
首先,托色尼“听说”古埃及南边有个城叫塞恩,这个地方正午的时候,能从深井里看到太阳,于是得到了第一个条件:正午的时候,塞恩这地方太阳垂直照射塞恩。
第二,托色你在亚历山大让人正午的时候,测一下亚历山大港灯塔的影子,根据影子的长度和灯塔的高度,然后算出来,影子顶端和灯塔顶端连线与灯塔的夹角是7.2度。把太阳光视为平行光,于是这个夹角,就等于塞尼和亚历山大两地的圆心角。
第三,由于塞尼在亚历山大城的正南方,因此两地的圆心角除以360度,再乘以地球周长,就是两地距离,所以如果测出来两地的距离,就能反过来计算地球周长了。那么托色尼是怎么测量塞恩和亚历山大城的距离呢?很不好意思,他没有测!
他得到两地距离的方式,传说有两个,第一种方法是,他听说骆驼队伍从亚历山大城到塞恩,要走50天,根据骆驼商队一天能走100希腊里的速度计算,这两地直线距离是5000希腊里。
另一种方式是说,亚历山大曾经培养了一批专业测量队伍,皇家测量员,这些皇家测量员碰巧测过塞恩到亚历山大城的距离,而且就存在皇家档案馆里,托色尼很轻易就获得这个距离,正好是5000希腊里!
bingo,这不就得了吗?两地直线距离有了,简单的公式一算:5000/7.2/360 = 250000希腊里,换算成现在的公里,就是39375公里,与现代的测量值40008公里,误差为1.6%。
令人惊叹的精度,难以想想,古埃及的驼队和皇家测量员用脚步量出的两地直线距离是如此的精准。当然,西史全真教徒,他们会找到理由:可能测角度得到的误差和测直线距离得到的误差,刚好抵消了,所以实验结果才那么精准。不过,以我们理工科的经验来看,如果一个方法粗糙,仪器粗糙,但结果却非常精准的实验,那一定是实验员知道答案后微调的实验数据,当然我们都没有证据!
不说托色尼如何做到误差刚好能抵消的问题,我们来看另外一个古希腊的蜜汁操作。
据说亚历山大培养了一批“专业”的“皇家测量员”,负责土地测量、海洋河流湖泊绘制,疆界界定等等工作。然后你要问,他们用什么方法来做测量的?答案是:走!
亚历山大把他们培养成科学素养严谨如军队一样的测量员,于是他们每迈一步的距离都是一丝不苟,距离精准!
这让我想起来我们中国没那么有科学素养的古人,中国古人办事粗糙散漫,遇到什么不重要的场景,比如比射箭的时候,就随便叫个人走一下,测测看有多少步就行了。比如什么辕门射戟啥的,直接用距离多少步来界定。
然后小气的农民在争田地大小的时候,就不得不换用尺子绳子之类的工具来测量田地了,否则农民会怀疑你步子故意迈得小了坑我,而你测他的时候步子又迈大了的问题。所以古代只好用长度不能变的东西,比如竹竿或者绳子来测量,所以测量土地一般叫“丈量”。
所以,严谨的具有很高科学素养的“皇家测量员”的脑回路,究竟是怎么想的,他们宁愿花很多功夫去训练步伐的精准,也没有想到,去编织一根绳子或者削一根木棍的?

大意是,古希腊有个数学家,叫托色尼,从天文观测知道了地球是圆的,于是就想去测量一下地球的周长,怎么测呢?于是小学生一样的简单脑回路出现了。
首先,托色尼“听说”古埃及南边有个城叫塞恩,这个地方正午的时候,能从深井里看到太阳,于是得到了第一个条件:正午的时候,塞恩这地方太阳垂直照射塞恩。
第二,托色你在亚历山大让人正午的时候,测一下亚历山大港灯塔的影子,根据影子的长度和灯塔的高度,然后算出来,影子顶端和灯塔顶端连线与灯塔的夹角是7.2度。把太阳光视为平行光,于是这个夹角,就等于塞尼和亚历山大两地的圆心角。
第三,由于塞尼在亚历山大城的正南方,因此两地的圆心角除以360度,再乘以地球周长,就是两地距离,所以如果测出来两地的距离,就能反过来计算地球周长了。那么托色尼是怎么测量塞恩和亚历山大城的距离呢?很不好意思,他没有测!
他得到两地距离的方式,传说有两个,第一种方法是,他听说骆驼队伍从亚历山大城到塞恩,要走50天,根据骆驼商队一天能走100希腊里的速度计算,这两地直线距离是5000希腊里。
另一种方式是说,亚历山大曾经培养了一批专业测量队伍,皇家测量员,这些皇家测量员碰巧测过塞恩到亚历山大城的距离,而且就存在皇家档案馆里,托色尼很轻易就获得这个距离,正好是5000希腊里!
bingo,这不就得了吗?两地直线距离有了,简单的公式一算:5000/7.2/360 = 250000希腊里,换算成现在的公里,就是39375公里,与现代的测量值40008公里,误差为1.6%。
令人惊叹的精度,难以想想,古埃及的驼队和皇家测量员用脚步量出的两地直线距离是如此的精准。当然,西史全真教徒,他们会找到理由:可能测角度得到的误差和测直线距离得到的误差,刚好抵消了,所以实验结果才那么精准。不过,以我们理工科的经验来看,如果一个方法粗糙,仪器粗糙,但结果却非常精准的实验,那一定是实验员知道答案后微调的实验数据,当然我们都没有证据!

不说托色尼如何做到误差刚好能抵消的问题,我们来看另外一个古希腊的蜜汁操作。
据说亚历山大培养了一批“专业”的“皇家测量员”,负责土地测量、海洋河流湖泊绘制,疆界界定等等工作。然后你要问,他们用什么方法来做测量的?答案是:走!
亚历山大把他们培养成科学素养严谨如军队一样的测量员,于是他们每迈一步的距离都是一丝不苟,距离精准!
这让我想起来我们中国没那么有科学素养的古人,中国古人办事粗糙散漫,遇到什么不重要的场景,比如比射箭的时候,就随便叫个人走一下,测测看有多少步就行了。比如什么辕门射戟啥的,直接用距离多少步来界定。
然后小气的农民在争田地大小的时候,就不得不换用尺子绳子之类的工具来测量田地了,否则农民会怀疑你步子故意迈得小了坑我,而你测他的时候步子又迈大了的问题。所以古代只好用长度不能变的东西,比如竹竿或者绳子来测量,所以测量土地一般叫“丈量”。
所以,严谨的具有很高科学素养的“皇家测量员”的脑回路,究竟是怎么想的,他们宁愿花很多功夫去训练步伐的精准,也没有想到,去编织一根绳子或者削一根木棍的?
