你见过的最大的影子是什么？

第一节　地球的大小

有一位著名的学者在教育他的学生要有发散性思维时，问学生：“你见过的最大的影子是什么？”这些学生说了各种各样的庞然大物，有清晨纽约的帝国大厦的影子，有傍晚的埃及金字塔的影子，甚至有人说他见过月光下的勃朗峰。这位教授听完了说：“孩子们，你们说的东西的确很大，但这还不够，你们见过的最大影子是地球的，那就是黑夜呀！”

的确，我们能见到最大的影子是地球。当太阳下山之后，半个地球便笼罩在地球的阴影之中了。只不过这个阴影太大，我们看不见它的边际，更不用说从阴影中分辨出地球的形状了。但从另外一个地方看，就能知道地球的形状。月食发生时，光明与黑暗的界线是圆弧形的，那就是地球的投影，很明显，从这个影子中可知道地球是圆的。

首先认识到地球是球形的亚里士多德。他在著作《天论》中提出了这一论点。他指出这样一个现象：当你在海边看远处的船向岸边驶过来时，总是先看见桅杆，然后才能看见船身。这说明洋面不是平的，而是弯的。但当时，几乎没有人相信他的话。有人甚至画了一幅画来嘲笑他，画上是圆的地球，球的上面站着人，而球下面的人、海水和水中的船一齐落向下面的深渊。当时人们不知道东西向下掉是由于万有引力，并且在他们头脑中，“上”“下”的空间观念是绝对的。在他们看来，只有自己头上才叫“上”，而如果走过半个地球，人就横过来了；再走过半个地球，人便倒立起来，并且会和周围一切没有地基的东西一起“掉”向天空！直到麦哲伦进行了环球航行后，人们才消除了对地球是球形的疑虑。

当人们确信地球是球形以后，首先会问：这个球到底有多大？用一根绳子和一把尺子便能测出一个篮球的大小，但哪里去找这么长的绳子和尺子来测地球的大小呢？也许有人会说做一次环球航行能解决问题，但麦哲伦所能告诉你的只是地球周长有两年的航程那么长，这仍不能说明什么。

而人类历史上首次测量地球大小的是比麦哲伦早近2000年的古希腊学者埃拉托色尼。他采用了一个非常巧妙的方法。当时，埃及有个塞恩城。每年夏至，太阳正好照到塞恩城的一口枯井井底，而此时垂直立在塞恩城的木杆没有影子，这说明太阳光垂直射向塞恩城的地面。而在塞恩以北约500英里处，是埃拉托色尼的家乡亚历山大里亚。在同一天里，亚历山大里亚城的木杆大约有7°左右的投影，这个角度大约是一个周角的1/50，因而埃拉托色尼推断地球的周长约是从塞恩到亚历山大里亚距离的50倍，即约25000英里，或约4万公里，这和现代的数值十分接近。

现代测量技术已经能非常精确地测出地球的大小了。地球南北极半径为6356.8公里，赤道直径为6378.1公里。地球质量约为5.98×10²¹吨。从以上数据可看出，地球是一个南北极方向稍扁的椭球体，这是由于地球自转时离心力的作用，使赤道部分的物质被甩得鼓出来。这种现象在木星这类液态表面行星上尤为明显。