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古希腊时期测量地球周长的故事有可能是真的吗? 第1页

  

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看到亚历山大港的中午12点怎么知道是阿斯旺的几点那里绷不住了,除了这个之外其实就相当于问埃拉托色尼时代的人是否有足够的地理知识知道一些主要城市之间的相对距离和方位,其实后者不算太难,通过对比两个城市的日月食时间就能确定二者是不是在同一条子午线上,亚历山大港和阿斯旺的经度差距不到一度,考虑当时的时间测量工具的误差,当时的人忽略掉这个差距而认为阿斯旺就在亚历山大港的正南方,对于纬度的确认就更简单了,有多种方式都能确定纬度,比如不同的纬度能看见的星空是不一样的,所以只需要看两个地点能不能观测到相同的星体就行了。比较麻烦的是,叫做bematist的那些专业测绘人士到底是怎么精确测距的,确实缺少相关资料,但是按照留存下来的数据来看他们测距相当精准。在后来的伊斯兰世界也有这种大量的测量距离和经纬度的行为,他们测距的方法应该跟希腊罗马时代没有什么本质差别,或许这是个突破口,不过我不懂阿拉伯相关的东西,就不乱说了

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更新一下,不知道有没有人看,其实像 @Bennu 那样说的,这次测算纯属运气好我觉得倒说不太通,斯特拉波虽然记载波西多尼的测算结果是180000stadia,但是在克莱门德那里,波西多尼的结果是240000,与埃拉托色尼的252000(克莱门德记载的是250000,克莱门德应该是更认同埃拉托色尼的计算)相差不多,根据不同的数据和方法测出来两个相当接近而且准确度很高的结果,我个人是感觉不能用运气好来解释,克莱门德的书里其实只是对二人的测算方法的原理进行介绍,他们二人不一定只根据这一组数据的一次结算得到结果,根据老普林尼的说法,另一个天文学家喜帕恰斯(Hipparchus)赞同埃拉托色尼的方法,不过根据他的改进增加了26000stadia的周长,从现代人的后见之明出发我们知道喜怕恰斯加多了,但这个精度依然相当可观,没有偏离太多。

另一个有趣的点是,我们知道托勒密记载了8100个地点的经纬度,其中大概400个是实测的,如果看托勒密的地图,第一眼印象就是变形得的实在有些离谱,但仔分析其中的规律,会发现主要问题是东西方向被拉长了,这可能是因为托勒密使用了错误的地球周长数据,他使用的是180000stadia这个数字,因此把错误的经纬度信息分给了那些地点,现代学者按照埃拉托色尼的252000这个数字重新算了一遍托勒密给出的经纬度数据,发现能更好地拟合现代准确的经纬度数据,从这个事实,我们是不是能推测,埃拉托色尼实际上就拥有(部分)这些数据,根据不同地点算出的结果抵消掉了彼此的误差,因此才这么精准?







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参看一行和尚测不同纬度之间的距离

另外埃拉托斯特尼是托勒密王朝的人。

托勒密王朝是希腊马其顿君主亚历山大死后,他的部将托勒密一世在埃及开创的王朝。

也就是说托勒密王朝是上层统治者是希腊化的。

但是本质还是埃及的,所以你不能以希腊的角度来思考。

这像元清是蒙古、满族为统治者的王朝,蒙古满族的文化可不发达,怎么会有那么文化成果,原因在于中国本身是一个文化发达国家。

同样的埃及本身是一个文化发达国家。

野蛮的征服者总是被那些他们所征服的民族的较高文明所征服,这是一条永恒的历史规律。

对于托密勒王朝也一样适用。


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首先我觉得题主的问题很好,所讨论的内容也比较理性,我用天文软件以及地图软件将古希腊人的测算过程进行了模拟还原。

恰巧我之前还回答过我国唐代由一行禅师与南宫说领导下的人类首次测量了地球子午线的问题,现在放到一起大家可以自行对比下。

世界上的首次子午线测量

《唐会要》卷四二说:”开元十二年四月二十三日,命太史监南宫说及太史官大相元太等,驰往安南、郎、蔡、蔚等州,测候日影,回日奏闻。数年伺候,及还京师,与一行师一时校之。”据《唐会要》和《新唐书・天文志》记载,当时北至蔚州、铁勒,南至安南、林邑,合计设立了13个观测站。 主要天文官员南宫说在河南主持观测,历官大相元太则在安南,这两个观测站所取得的成绩也最显著。他们测日影用八尺圭表,测北极高度用复矩仪, 测昼夜时刻则用漏壶。

太史监南宫说,在河南设立了四个测点,见下图,共测了三段距离。这样可减少误差,使结果更精确,还可粗略分析其变化的规律。同时,亦测各点北极出地高度,用做校核。

南宫说选择的是“河南平地”,便于丈量土地。采用工具和方法是“设水准、绳、墨、植表而以引度之"。即用绳子量度距离,用墨斗弹线连接测距,设立水准使绳子处于水平位置。量距过程中,为保持行进方向处于直线状态,使用标杆前后照准“以引度之这种测量方法要求颇高,已同近代平面测量所使用的方法相仿。

从上表可知,自滑州白马至豫州上蔡武津距离合计526里270步,夏至日影长度总相差2尺零半分,北极出地高共差1度半,于是得测量结果为350里80步而差1度。

唐大尺1尺平均约为29. 58厘米。于此,南宫说所丈量子午线1°的弧长为:

[(526X300+270) X5X0. 2958] ÷ 2°16' =103140 米≈103. 14 千米

注:1里=300步,1步=5尺,唐2度3分=现代2°16'

得出1度的弧长,乘360度则为地球南北极周长,即地球子午线长度=103.14km*360=37130.4km,与现代仪器测量的南北极周长39900千米,误差在7%以内。

注:球赤道周长40076千米,南北极周长39900千米。


古希腊人的地球周长测算考证

我又查了下题主所问的古希腊埃拉托斯特尼的测量方式,以下内容出摘自wiki

测量地球周长
埃拉托斯特尼知道在一年之中白天最长的那天(夏至日)正午时分,太阳正好在阿斯旺天顶的位置,因为此时太阳光直射入阿斯旺城内的一口深井中,并在井底的水上反映出太阳的倒影。
他假设他的家乡亚历山大港在阿斯旺的正北方(实际上亚历山大港在阿斯旺偏西一个经度)。他在夏至日正午时分,测量了亚历山大城里一个方尖石塔投下影子的长度,计算出了这个时候太阳在亚历山大的天顶以南7°。他推断出亚历山大港到阿斯旺的距离一定是整个地球圆周的7/360 。
他从商队那里知道两个城市间的实际距离大概是5000视距(stadia,又译作“斯塔德”、“斯泰特”)。他最终确立了700视距为一度。从而得出地球圆周为252,000视距。
虽然视距的确切长度我们现时已经无法考证(现在雅典的视距一般是指185米),但是现在普遍认为他推断出的距离应该在39,690千米到46,620千米之间(经过两极的地球实际周长是40,008千米)。

现在我用天文软件验证下wiki的内容,首先设置地点埃及阿斯旺。

时间调到公元前埃拉托斯特尼生活的年代,选择其中一年的夏至正午,从图中可以看出太阳在夏至正午时,处于阿斯旺地区的天顶位置。

我们再来看看亚历山大的情况

通过对比我们可以看出夏至那天太阳在阿斯旺的高度明显高于在亚历山大港的高度,通过软件数据我们可以看到太阳在阿斯旺的地平高度角为89度38分04秒,在亚历山大港的地平高度角为82度30分34秒,两者相差约7度7分30秒。至此与wiki上的描述基本一致。

那么接下来就要看看阿斯旺到亚历山大港的路线长度了,我先选择从亚历山大港到开罗,走陆路途径5个区间城市,然后从开罗走水路到阿斯旺,全程961.27公里,那么用961.27km÷7.125=134.92km,则得到1°的弧长为134.92km,再乘360度,则得到地球南北极周长48569km,误差高达22%。

然后我又看了下亚历山大港到阿斯旺的直线距离,为840.77km,测得南北极周长42,481km,误差为6.4%,这个数据与我国唐朝时的测量数据基本一致了,但这显然是无法实现的,因为在古代商队不可能脱离城市移动那么远,这么做既不经济又很危险。同时直线路线要跨越两次尼罗河明显也不现实。

综上对比后我认为古希腊埃拉托斯特尼可能做过地球周长的测算工作,他的工作内容更偏向思想实验更偏向理论层面,所测得的地球周长数据误差较大也无法验证,所以实际意义有限,但他的这个测算地球周长的思想发生在公元前,确实有着划时代的意义。

我国唐朝时期所采用的测量方案明显更加科学,是理论与实践的有效结合,采用多人多地的测量结果也更加精确,关键是可以验证,无愧于人类有史以来第一次有效测量地球子午线的称号。


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那个结果本身就有偶然性,所谓“(古典时代之后的人)伪造”的可能性非常小。

一个不冷不热的知识,同时代用类似原理测量地球周长的人不止埃拉托色尼一位,因为数据的选取有一定运气因素,加上光的折射造成的误差,算出来的结果大相径庭。误差最大的将近30%,而很不巧,古典时代乃至近代早期,被广泛接受的是同时代另一人(斯多葛派学者Poseidonius)误差极大的计算结果,埃拉托色尼的结果后人知道(比如斯特拉波Strabo同时记载了他跟Poseidonius的结果),但长期当做一个原理正确、结果不可信的数据弃置不用。直到近代能确定地球周长,人类才马后炮地最终知道谁的结果更准确。

如果是古典时代之后的人编的,然后插进古代记载里面,你说他们这么编图啥?


以上只是其一。更重要的是历史是连续的,质疑第一次测量地球周长的实践,你就得解释Poseidonius改进的是谁的方法,解释后来对西方古代地理学影响最大的托勒密怎么取得那些成就——他那些球面投影、圆锥投影相关的成就才是精华。其著作上千年间还被海量的人引用,在科学史上有不可磨灭的痕迹;如果有人想说以上全都是假的,那不妨再进一步,直接质疑自己是个缸中之脑,生活在黑客帝国的世界里。


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你为什么不问问神奇海螺呢?

https://b23.tv/dPtQGD0

https://b23.tv/p0KboNf

你不要管这个up其他的某些奇谈怪论,我也觉得他很多言论太跳,但这个锤基本是没问题的。




  

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