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2000多年前,有人用简单的测量工具计算出地球的周长,这个人就是古希腊的埃拉托色尼(约公元前275—前194)。
埃拉托色尼将天文学与测地学结合起来,第一个提出设想,即在夏至那天,分别在两地同时观察太阳的位置,并根据地物阴影的长度的差异,加以研究分析,从而总结出计算地球圆周的科学方法。
测量过程是这样的:埃拉托色尼选择同一子午线上的两地:西恩(Syene,今天的阿斯旺)和亚历山大港,观察在夏至那天进行太阳的位置并进行比较。 在西恩纳附近,尼罗河的一个河心岛洲上,有一口深井,夏至日那天太阳光可直射井底,这表明太阳在夏至正好位于天顶。 与此同时,他在亚历山大里亚选择了一个很高的方尖塔作参照,并测量了夏至日那天塔的阴影长度,这样就可以量出直立的方尖塔和太阳光射线之间的角度。
然后,他运用泰勒斯的数学定律,即一条射线穿过两条平行线时,它们的对角相等。 埃拉托色尼通过观测得到了这一角度为7°12′,即相当于圆周角360°的1/50。 由此表明,这一角度对应的弧长,即从西恩纳到亚历山大里亚的距离,应相当于地球周长的1/50。 然后,埃拉托色尼借助皇家测量员的测地资料,测量得到这两个城市的距离是5000希腊里(古代希腊的一种长度单位,约为现在的157.5米)。 再乘以50即可得到地球的周长,结果为25万希腊里。 为了符合传统的圆周60等分制,埃拉托色尼将这一数值提高到252000希腊里,以便能被60除尽。 通过换算,当时测算出的地球圆周长约为39375公里,经埃拉托色尼修订后为39360公里,与地球实际周长(40009.88公里)已经非常相近了。