Общие сведения о форме и размерах Земли. Часть 1
В настоящее время никто не подвергает сомнению тот факт, что Земля имеет шарообразную форму, слегка сплюснутую у полюсов. Причем Южный полюс расположен на материке и удален от центра Земли примерно на три тысячи метров дальше, чем Северный полюс. Однако для доказательства факта шарообразности Земли человечество прошло довольно сложный и тернистый путь. В VI–IV веках до н. э. были высказаны предположения о шарообразности Земли, основанные на простых доказательствах. Теория шарообразности Земли просуществовала столетия и постоянно подвергалась корректировке. Эту гипотезу обосновал великий древнегреческий ученый Пифагор Самосский. Дополнение к его имени определяет место его рождения – остров Самос. Согласно историческим данным, Пифагор покинул остров, чтобы не зависеть от процветавшей там тирании. Догадка ученого о шарообразности Земли базировалась на том, что все в природе должно быть гармонично, а наиболее совершенной геометрической фигурой является шар.
О форме и размерах Земли люди имели достаточно реальные представления еще до начала нашей эры. В частности, древнегреческий философ и ученый Аристотель (384–322 годы до н. э.) полагал, что Земля имеет шарообразную форму. В качестве доказательства он приводил форму земной тени во время лунных затмений. Круглую форму тени может отбрасывать только шар, освещаемый Солнцем с любой стороны. В сочинениях Клавдия Птолемея (87–165 годы до н. э.), известного александрийского астронома, нет сведений об определении размеров Земли. Несмотря на это, в его «Географии» подразумевалась шарообразность нашей планеты. Длина одного градуса на поверхности Земли принимается равной 500 стадиям (80 км). Для окружности Земли по экватору это составляет 180 000 стадий, или 28 800 км (500 стадий . 360 = 180 000 стадий). Полученное значение существенно меньше, чем результаты Эратосфена и Посидония.
В V веке до н. э. Парменидом и другими греческими учеными, которых называли «пифагорийцами», была выдвинута концепция шарообразности Земли. Эту идею поддержали Сократ и Платон. Предположения о шарообразности Земли высказывались и другими древними учеными. Их доказательства основывались, например, на том, что у корабля, отплывающего от берега, сначала становится невидимым его корпус, затем мачты с парусами. Древнегреческий ученый Аристотель также приводил доказательства шарообразности Земли. Он первый использовал для этих целей наблюдения за лунными затмениями.
Доказать шарообразность Земли математическим способом удалось египетскому математику и географу Эратосфену, жившему в III веке до нашей эры (230 год до н. э.). При этом Эратосфен использовал принцип «градусных измерений», который применялся геодезистами до конца XX века. Его рассуждения базировались на изучении тени от Солнца в различных городах экваториальной области. Эратосфен установил, что в городе Сиене (в настоящее время этот город называется Асуан) Солнце в полдень освещало дно самых глубоких колодцев, а в городе Александрия его лучи отклонялись от вертикали на 7,2.. Эта величина составляет 1/50 часть окружности (360./7,2. = 50). Расстояние между городами было известно по караванному пути. При этом города Сиена и Александрия расположены на одном меридиане.
Инженерная геодезия