图书序言
地球的一圈有多长?
第一个计算地球长度的人
据说第一个计算地球长度的人,是距今二千多年前的古希腊学者埃拉托斯特尼(Eratosthenes)。
有一天,埃拉托斯特尼读了一本书,书中写着「6月21日正午时分,在亚历山大港以南的赛印垂直竖立的竿子是没有影子的。」在好奇心驱使之下,埃拉托斯特尼在6月21日正午,于自己居住的亚历山大港做了一个竖立竿子的实验。可是,竿子的影子没有消失。为什么会这样呢?由于太阳距离地球十分远,因此从太阳照射到地球上的光线就像平行线一样。如果地球是平面的话,在相同的时间里,某地方的物件被阳光照射而没有影子,那么另一地方的物件也应该同样没有影子,但实验的结果却刚好相反。因此,埃拉托斯特尼推测出「地球不是平面的……其实地球是一个球体!」
现在的测量方法
埃拉托斯特尼在二千多年前就计算出地球一圈的长度约为46,250公里,确实令人钦佩。可是,后来的科学家经过仔细研究,发现地球只是近似一个球体。事实上,赤道一圈的长度约为40,077公里,而南极和北极一圈的长度则为40,009公里,因此地球就像是一个头和尾(南极和北极)较扁而中间(赤道)胀鼓鼓的椭圆形。为什么会这样呢?原来地球的自转轴几乎垂直于赤道面,而自转轴旋转时会产生离心力,因而令赤道膨胀起来。
再严谨一点来说,地球也不完全是个椭圆形,因为它的表面有着大大小小的高山和深谷,形成高低起伏的地形。
以前的三角测量法并未能测量出微细的高低起伏的地形,直至近年透过人造卫星使用「全球定位系统(GPS)」,便能准确测量出各种微细的地形。
如果同时以多个卫星向地球表面发射及接收信号的话,便能得出目标位置较准确的经度、纬度及标高。只要持续测量同一位置,便能同时监察出该处位置的变动,这与汽车的自动导航系统原理相同。