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地球形状的变化（第1页）

地球形状的“变化”

地球是人类的摇篮。自古以来，人类就在不断地探索自己生存的这个世界，力图说明它的形状。

在漫长的人类社会历史中，因受科学技术水平的限制，人们只能站在地球上观察地球。在没有仪器设备辅助的情况下，人的视野是非常有限的。即使站在毫无障碍的原野上，眼力所能达到的范围，也只是周围地平线以内的一块圆形地盘，其半径最大也不过4。6公里左右。对于庞大的地球表面来说，这几十平方公里的地盘，实在是太微不足道了。在人类活动能力和活动范围都很小的古代，凭借直觉器官对世界的非常浅薄的认识和主观臆想，人们对地球的形状作出了各种各样的解释。在我国古代，对地球形状的解释主要有两种。一种是盖天说，即“天圆地方”，认为“天似穹庐，笼罩四野”，“天圆如张盖，地方如棋局”。另一种是浑天说。我国东汉时期的科学家张衡的浑天说认为，天地如卵，天包着地就像卵壳包着卵黄一样。他对地球形状的解释，比起“天圆地方”的说法已大大前进了一步。古代其他国家也有对地球形状的种种解释。古印度人认为地球是一个隆起的圆盾，这个圆盾由三只站在龟背上的大象驮着，而这只巨大的龟又被一条在一望无际的海洋中游动的巨蛇支撑着。古代的俄罗斯人则认为，大地是由三条鲸鱼驮着的盘子，而这三条鲸鱼也是在海洋上浮游。

公元前350年，古希腊伟大的科学家亚里士多德系统地总结了航海家的经验，第一次较完整地提出了地球形状的理论：大地实际上是一个球体，一部分为陆地，一部分为海洋。地球外面由空气包围着。他的主要论据有：人们在南北不同地点观察北极星的高度是不同的；沿南北方向旅行时，会看到前方地平线有一些新的星星升起，而在后方地平线附近，原先能看到的一些星星，则会渐渐消失在地平线以下，这说明洋面并不是平的，而是弯曲的；月食一定是地球的阴影掠过这个卫星的表面时引起的，既然这个阴影是圆的，那么大地本身就应该是圆的。尽管亚里士多德的天地观有着充足的道理，但当时并没有获得很多人支持。一个重要的原因是：当时人们没有搞清引力。他们认为，如果亚里士多德说得对，那么住在地球另一端的人，怎么能脚朝下走路呢？那里的水不会流向天空吗？

正当人们对地球的认识逐步深化、日趋佳境之时，欧洲进入了漫长而黑暗的中世纪，科学受到了最野蛮的摧残。那时，谁要是再说一句大地是球形的，就立即被斥为异教，甚至有杀头的危险。荒唐的教会借助宗教的“权威”，硬把大地又拉回到“平地”，甚至天地也重新毗连起来。直到1000多年以后的15世纪，反动教堂中仍然用地球对面人头向下的画片来嘲笑大地为球形的学说。但科学真理毕竟是不可战胜的，15世纪之后，人们对地球的认识又开始向纵深发展。1519年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的5艘海船，从西班牙出发，依次经过了大西洋、太平洋、印度洋，用3年时间完成了第一次环绕地球航行，回到了西班牙。用实践证明了地球是一个球体，不管是从西往东，还是从东往西，毫无疑问，都可以环绕我们这个星球一周回到原地。从此，人们便一致把我们所在的世界称为“地球”。

那么，地球的形状究竟是不是一个正圆球体形呢？随着科学技术的发展，在17世纪末，人们对地球是正圆球的主张开始有了怀疑。1668年，牛顿发现了万有引力定律，他以极其丰富的想象力，认为行星由于其自身的旋转，应当在两极扁平而赤道突出。1672年，法国科学院派李希尔到达赤道附近去观测火星冲日。当时他随身带了一只很准确的摆钟，到达开罗之后，他发觉摆钟每天总是慢两分钟，他不得不缩短摆长，来校正摆钟的快慢。当李希尔回到巴黎后，摆钟又变得快起来，必须重新放长摆的长度，这是什么缘故呢？牛顿受到李希尔摆钟的启示，他由此思考到，摆钟变慢的原因是重力加速度变小的缘故，一则是由于赤道附近的离心加速度大；二则是由于赤道部分凸出而造成引力变小。因此，牛顿认为，地球不是正圆球体，而是一个扁椭圆球体。但是，当时法国天文台台长为世代袭任的卡西尼家族所把持。他们祖孙四代，一贯坚持地球的极轴长于赤道外直径，像一支竖立的鸡蛋，和牛顿力学原理唱对台戏。1718年卡亚尼的儿子雅克公布了他去法国境内测量子午线一度弧长的结果，企图证明地球的形状是尖长的。但是牛顿等科学家认为测点距离太短不足以说明问题，因此仍然坚持自己的意见。双方各执己见，争论不休。究竟谁是谁非呢？

1837年，法国科学院为了解决地球形状的争论问题，派出了两个远征测量队，一个去南美秘鲁，一个去北欧极地拉卜兰德。经过九年的实测，测量结果是拉卜兰德地区的子午圈弧度比秘鲁约长1。5公里，事实证明牛顿力学的推算是正确的。测量队员克雷勒忠于科学，实事求是，公布了测量成果，并计算出地球扁率为1∶297。2。这么一来，迫使卡西尼的第四代重孙多米尼科不得不再度进行十年的复测，在事实面前推翻了祖先的成见。从此以后，再也没有人怀疑地球是一个扁椭圆球体了。

20世纪50年代以后，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公里，极半径为6356。76公里，赤道周长和子午线方向的周长分别为40075公里和39941公里。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。这样看起来，地球形状其实像一只梨子：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。其实，地球的不规则部分对地球来说是微不足道的。从人造地球卫星拍摄的地球照片来看，它更像是一个标准的圆球。

人类对自然的认识是逐步深化的，永远没有尽头。对古老而神秘的地球的研究是一个极其巨大而艰辛的工程，经历了相当长的时间。直到今天，人类也从未中断过探索的脚步，一直在坚持不懈地揭示着地球的奥秘。