关于人类对地球形状说法的演变过程

关于人类对地球形状说法的演变过程
关于人类对地球形状说法的演变过程

关于人类对地球形状说法的演变过程
1、概要：
球体及其形成机制---主要是由于这类天体都具有较大的质量和自引力,在其形成和演化的过程中都有一个融熔过程和不停地自转运动等一些因素共同作用的结果.
原始认识---天圆地方：天圆如张盖,地方如棋局.只是简单地以直觉来定论,可是却丝毫经不起推敲.
第一次飞跃---地球是球体：地平线的形状呈圆形（站得高看得远）；行近的物体从地平线之下逐渐升现,远离的物体从地平线之上逐渐隐没；月食时月面上的地影边缘呈圆弧形.麦哲伦的环球航行证实了地球确实是一个球体.
第二次飞跃---地球是椭球体的：赤道半径为6378.2千米,极半径为6356.8千米,两者相差约21.4千米.
第三次飞跃---地球是一个不规则的椭球体：赤道并不是一个正圆,而是近似椭圆形；赤道面也不是地球的对称面.赤道最大半径和最小半径相差265米,若与标准椭球体相比,北极凸出14米,南极凹进24米,南纬45º附近有隆起,北纬45º附近又有凹陷.
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2、人类认识地球形状的过程
现在人们对地球的形状已有了一个明确的认识：地球并不是一个正球体,而是一个两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体.但得到这一正确认识却经过了相当漫长的过程.
在我国,早在二千多年前的周朝,就存在着一种“天圆如张盖、地方如棋局”的盖天说.随着生产技术的发展,人类活动范围的扩大,各种知识的积累,人们终于发现,有一些客观现象是无法用早期的那种直观而质朴的观念来解释的.实践迫使人们不得不修改原来的错误观念,于是便有人提出了拱形大地的设想.这就产生了“浑天说”.著名的汉朝科学家张衡在所作的《浑天仪注》中写道：“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天大而地小.天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄.天地各乘气而立,载水而浮.”
公元前3世纪,球形大地的观念就已经产生,但这毕竟没有直接的证据,所以人们对此并没形成共识.直到1519年～1522年,葡萄牙人麦哲伦率领的船队完成环球航行,进一步证实地球确实是个球体.从此,人们才一把我们居住的“大地”称为“地球”.麦哲伦环球航行的实现,是人类最终证实地球是个大圆球的里程碑.当时西班牙国王送给航海家们一个最好的礼物,就是一个人类共同拥有,然而又不被人们真正认识的彩色地球的模型——地球仪.上面刻着一行寓意深刻的题字——“你首先拥抱了我”.
大地是圆球形状,到了16世纪,已经没有什么可以争论的了.但人类对地球形状的认识,并没有终止.地球是个怎样的球体呢,是浑圆体还是椭圆体,是扁球体还是长球体,是规则的还是不规则的?
英国著名物理学家牛顿于17世纪80年代提出了万有引力定律.他从这个理论出发,提出地球由于绕轴自转,因而就不可能是正球体,而只能是一个两极压缩,赤道隆起,像桔子一样的扁球体.也就是说地球的半径随纬度的增加而变短,赤道的半径最长,极半径最短.法国天文学家里希尔在南美洲进行天文观测时发现,摆钟是受地面重力作用才摆动的,在法国巴黎和在南美洲摆动的周期不同.他认为这是因地面上重力不同引起的,并进而说明地面重力变化的情况.他的推测与牛顿的理论完全吻合,里希尔便正式提出了自己的结论.可是当时的巴黎科学院的权威接受不了地面重力会有变化的客观事实.在地球形状上,反对牛顿理论的代表人物,是当时巴黎科学院所属的巴黎天文台第一任台长卡西尼父子.他们曾对从巴黎到其以北的城市敦刻尔刻之间的子午线进行过很不精确的弧度测量.他们的测量结果与里希尔的结论完全相反.因而伏尔泰在文章里说：“关于地球的形状,在伦敦认为是个桔子,而在巴黎却把它想象成一个西瓜.”
到了18世纪30年代,关于地扁和地长的争论更加激化.法国巴黎科学院分为两派,拥护牛顿在理论上确定的扁球学说的人,在科学院内形成了强大的力量.为了解决这个争端,法国国王路易十四派出两个远征队,再一次去实测子午线的弧度.一个队到北纬66度的拉普兰地区,另一队远涉重洋到南美洲的秘鲁地区（南纬2度）.这是18世纪科学史上一大壮举.南美远征队经过10年工作,才回到巴黎.这次精密的子午线测量结果一公布,便轰动了巴黎科学院,也轰动了整个科学界,因为他们用事实证明了牛顿的扁球说理论是完全正确的.为此伏尔泰风趣地写道：两个远征队用最雄辩的事实,“终于把两极和卡西尼都一起压下去了”.
最早算出地球大小的,应该说是公元前3世纪的希腊地理学家埃拉托斯特尼.他成功地用三角测量法测量了阿斯旺和亚历山大城之间的子午线长,算出地球的周长约为25万希腊里（39600千米）,与实际长度只差340千米,这在2000多年前实在是了不起的.
20世纪50年代后,科学技术发展非常迅速,为大地测量开辟了多种途径,高精度的微波测距,激光测距,特别是人造卫星上天,再加上电子计算机的运用和国际间的合作,使人们可以精确地测量地球的大小和形状了.通过实测和分析,终于得到确切的数据：地球的平均赤道半径为6738.14千米,极半径为6356.76千米,赤道周长和子午线方向的周长分别为40075千米和39941千米.测量还发现,北极地区约高出18.9米,南极地区则低下24～30米.看起来,地球形状像一只梨子：它的赤道部分鼓起,是它的“梨身”；北极有点放尖,像个“梨蒂”；南极有点凹进去,像个“梨脐”,整个地球像个梨形的旋转体,因此人们称它为“梨形地球”.确切地说,地球是个三轴椭球体.