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重点人群科学素养基础篇(二十一)
来源: 时间:2016-05-10 08:09:00 编辑:咸宁科协

(三)历史上二十个重大科学实验

53.埃拉托色尼测量地球周长的实验(约公元前3世纪)

古埃及有一个现名为阿斯旺的小镇。在这个小镇上,夏至日正午的阳光悬在头顶:物体没有影子,阳光直射入深水井中。公元前3世纪,人称地理学之父的埃拉托色尼在亚历山大图书馆担任馆长,他从一篇莎草纸文稿上了解了这一信息。他意识到可以帮助他估计地球的周长。通过实验他发现,621日夏至那天,太阳垂直照射阿斯旺,而在他所在的亚历山大城,太阳光与直立地面的长杆也存在着7.2°的夹角。这个发现非常重要,因为如果地面是平的,就不可能出现这种情况。实际上,只有地球是圆的才能解释这种现象。

埃拉托色尼决定花钱雇一名合作者,让他测量两个城市之间的距离(约800公里)。剩下的就是几何学问题了。假设地球是球状,那么他的圆周应跨越360度。如果两座城市成7度角,就是7/360的周长,那就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球周长应该是25万个希腊运动场。今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。

54.伽利略的自由落体实验

16世纪末,人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快,因为伟大的亚里士多德是这么说的。人类历史上最伟大的科学家之一的伽利略,当时在比萨大学数学系任职,他向这一“真理”提出了挑战。比萨斜塔实验已经成为科学中的一个经典故事:他从斜塔上同时扔下一轻一重两个铁球,让大家看到两个物体同时落地。伽利略挑战亚里士多德的代价也许是他失去了工作,但他展示的是自然界的本质,而不是人类的权威,科学和历史做出了最后的裁决。

 

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