Тестовые задания
1. По представлениям древних индийцев Земля считалась
а) плоской
б) выпуклой
в) шарообразной
г) геоидом
2. Первым определил размеры земного шара
а) Пифагор
б) Аристотель
в) Эратосфен
г) Птолемей
3. Длина линии экватора земного шара составляет около
в) 40 000 км
4. Как вы думаете, какой инструмент использовал Эратосфен для определения размеров земного шара?
а) линейку
б) компас
в) телескоп
г) метроном
5. Одно из первых доказательств шарообразности Земли было получе-но в результате наблюдения за
а) кораблями, уплывающими в море
б) восходом солнца
в) северным сиянием
г) полётом космического корабля
6. Заполните пропуски в тексте.
Древнегреческий учёный Аристотель собрал много дока-зательств шарообразности Земли. Самое серьёзное из них было осно-вано на наблюдениях, сделанных во время лунных затмений. Позднее другой учёный вычислил размеры земного шара. Его звали Эрастофен .
Тематический практикум.
Прочитайте текст и ответьте на вопрос.
В основе представлений древних вавилонян о Земле лежали наблю-дения за явлениями природы. Однако ограниченность знаний не позво-ляла им правильно объяснять эти явления.
В глубокой древности на западе Азии существовало Вавилонское царство. Вавилоняне представляли Землю в виде горы, на западном склоне которой находится Вавилонское царство. Они заметили, что к югу от Вавилона — море, а на востоке расположены горы, через ко-торые не решались переходить. Поэтому им и казалось, что Вавилон-ское царство расположено на западном склоне «мировой» горы. Гора эта круглая, и окружена она морем, а на море, как опрокинутая чаша, опирается твёрдое небо — небесный мир. На небе, как и на Земле, есть суша, вода и воздух. Небесная суша — это пояс созвездий зодиака, как плотина, протянувшаяся среди небесного моря. По этому поясу суши движутся Солнце, Луна и пять планет.
Под Землёй находится бездна — ад, куда спускаются души умер-ших. Ночью Солнце проходит через это подземелье от западного края Земли к восточному, чтобы утром опять начать свой дневной путь по небу. Наблюдая заход Солнца за морской горизонт, люди думали, что оно уходит в море и восходить должно также из моря.
Как на представления вавилонян об устройстве мира повлияли ре-альные особенности расположения их страны? Приведите несколько примеров.
Вавилоняне заметили, что к югу от Вавилона - море, а на востоке расположены горы, через которые не решались переходить. Поэтому им казалось, что Вавилонское царство расположено на западном склоне "мировой" горы.
По поясу суши движутся Солнце и Луна, а также пять планет.
Картографический практикум.
Нанесите на контурную карту цифровые обозначения перечислен-ных географических объектов.
1 — Северная Америка
2 — Атлантический океан
3 — Евразия
4 — остров Мадагаскар
5 — Тихий океан
6 — Аравийское море
ЭРАТОСФЕН – ОТЕЦ ГЕОГРАФИИ.
19 июня мы имеем полное основание отмечать как День Географии – в 240 году до н.э. греческий, вернее, эллинистический ученый Эратосфен в день летнего солнцестояния (тогда он приходился именно на 19 июня) провел удачный эксперимент по измерению окружности земли. Более того, именно Эратосфен ввёл в обращение термин «ГЕОГРАФИЯ».
Слава Эратосфену!
Итак, что мы знаем о нем и его эксперименте? Изложим то немногое, что удалось собрать…
Среди математических сочинений Эратосфена нужно назвать произведение Платоник (Platonikos), представляющее род комментария к Тимею Платона, в котором рассматривались вопросы из области математики и музыки. Исходным пунктом был так называемый делийский вопрос, то есть удвоение куба. Геометрическое содержание имело произведение «О средних величинах (Peri mesotenon)» в 2 частях. В известном трактате Решето (Koskinon) Эратосфен изложил упрощенную методику определения первых чисел (так называемое "решето Эратосфена"). Сохранившееся под именем Эратосфена сочинение «Превращения звезд» (Katasterismoi), являясь, вероятно, конспектом более крупного произведения, связывало воедино филологические и астрономические исследования, вплетая в них повести и мифы о происхождении созвездий.
В «Географии» (Geographika) в 3 книгах Эратосфен представил первое систематическое научное изложение географии. Он начал с обзора того, что было достигнуто греческой наукой в этой области на тот момент. Эратосфен понимал, что Гомер был поэтом, поэтому он выступал против трактовки «Илиады» и «Одиссеи» как кладезя географических сведений. Зато ему удалось по достоинству оценить информацию Пифея. Создал математическую и физическую географию. Он также высказал предположение, что если плыть от Гибралтара на запад, то можно доплыть до Индии (это положение Эратосфена косвенным путем достигло Колумба и подсказало ему идею его путешествия). Эратосфен снабдил свое произведение географической картой мира, которую, по сведениям Страбона, критиковал Гиппарх Никейский. В трактате «Об измерении Земли» (Peri tes anametreseos tes ges; возможно, часть «Географии») на основании известного расстояния между Александрией и Сиеной (современный город Асуан), а также разницу угла падения солнечных лучей в обоих местностях, Эратосфен высчитал длину Экватора (итог: 252 тысячи стадий, то есть примерно 39 690 км, подсчет с минимальной ошибкой, поскольку истинная длина экватора составляет 40 120 км).
В объемном произведении «Хронография» (Chronographiai) в 9 книгах Эратосфен заложил основы научной хронологии. Оно охватывало период от разрушения Трои (датированного Э. 1184/83 гг. до н. э.) до смерти Александра (323 г. до н. э.). Эратосфен опирался на составленный им список олимпийских победителей и разработал точную хронологическую таблицу, в которой все известные ему политические и культурные события датировал по олимпиадам (то есть, четырехлетними периодами между играми). «Хронографи» Эратосфена стала основой позднейших хронологических исследований Аполлодора Афинского.
Произведение «О древней комедии» (Peri tes archaias komodias) в 12 книгах было литературным, лингвистическим и историческим исследованием и решало проблемы подлинности и датировки произведений. Как поэт Эратосфен был автором ученых эпилионов. «Гермес» (фр.), вероятно представляющий собой александрийскую версию гомеровского гимна, рассказывал о рождении бога, его детстве и вступлении на Олимп. «Месть, или Гесиод» (Anterinys или Hesiodos) повествовал о смерти Гесиода и наказании его убийц. В Эригоне, написанной элегическим дистихом, Эратосфен представил аттическую легенду об Икаре и его дочери Эригоне. Это было, вероятно, лучшее поэтическое произведение Эратосфена, которое хвалит в своем трактате «О возвышенности» Аноним. Эратосфен был первым ученым, который назвал себя "филологом" (philologos - любящий науку, подобно тому как philosophos - любящий мудрость).
Эксперимент Эратосфена по измерению окружности Земли:
1. Эратосфен знал, что в городе Сиене в полдень 21 или 22 июня, в момент летнего солнцестояния солнечные лучи освещают дно самых глубоких колодцев. То есть в это время солнце располагается строго по вертикали над Сиеной, а не под углом. (Ныне город Сиена называется Асуан).
2. Эратосфен знал, что
Александрия находится
севернее Асуана примерно на
той же долготе.
3. В день летнего солнцестояния
он, находясь в Александрии, по
длине теней установил, что угол
падения солнечных лучей равен 7,2°,
то есть Солнце отстоит от
зенита на эту величину. В круге
360°. Эратосфен разделил 360 на 7,2
и получил 50. Таким образом, он
установил, что расстояние
между Сиеной и Александрией
равно одной пятидесятой
окружности Земли.
4. Затем Эратосфен определил
фактическое расстояние между
Сиеной и Александрией. В те
времена это было непросто
сделать. Тогда люди
передвигались на верблюдах.
Длину пройденного пути
измеряли в стадиях. Караван
верблюдов обычно проходил
около 100 стадий в день.
Путешествие из Сиены в
Александрию занимало 50 дней.
Значит, определить расстояние
между двумя городами можно
следующим образом:
100 стадий x 50 дней = 5 000 стадий.
5. Поскольку расстояние в 5 000 стадий равняется, как заключил Эратосфен, одной пятидесятой окружности Земли, следовательно, длину всей окружности можно вычислить следующим образом:
5 000 стадий x 50 = 250 000 стадий.
6. Длину стадии сейчас определяют по-разному; согласно одному из вариантов, стадия равна 157 м. Таким образом, длина окружности Земли равняется
250 000 стадий x 157 м = 39 250 000 м.
Чтобы
перевести метры в километры,
нужно разделить полученное
значение на 1 000. Окончательный
ответ - 39 250 км
Согласно современным
вычислениям, длина окружности
земного шара равна 40 008 км.
В знаменитой библиотеке хранилось более 700 000 свитков, которые содержали все сведения о мире, известные людям той эпохи. При содействии своих помощников Эратосфен первым рассортировал свитки по темам. Эратосфен дожил до глубокой старости. Когда он ослеп от старости, он перестал есть и умер от голода. Он не представлял себе жизни без возможности работать со своими любимыми книгами.
Люди давным-давно догадывались, что Земля, на которой они обитают, похожа на шар. Одним из первых высказал мысль о шарообразности Земли древнегреческий математик и философ Пифагор (ок. 570—500 до н. э.). Величайший мыслитель древности Аристотель, наблюдая лунные затмения, подметил, что край земной тени, падающей на Луну, всегда имеет круглую форму. Это и позволило ему с уверенностью судить о том, что наша Земля шарообразна. Теперь же, благодаря достижениям космической техники, все мы (и не раз) имели возможность любоваться красотой земного шара по снимкам, сделанным из космоса.
Уменьшенным подобием Земли, ее миниатюрной моделью является глобус. Чтобы узнать длину окружности глобуса, достаточно обернуть его питью, а затем определить длину этой нити. По огромную Землю с мерной лептой по меридиану или экватору не обойдешь. Да и в каком бы направлении мы ни стали ее измерять, па пути обязательно появятся непреодолимые препятствия — высокие горы, непроходимые болота, глубокие моря и океаны...
А можно ли узнать размеры Земли, не измеряя всей ее окружности? Конечно, можно.
Известно, что в окружности 360 градусов. Поэтому, чтобы узнать длину окружности, в принципе достаточно измерить точно длину одного градуса и результат измерения умножить на 360.
Первое измерение Земли таким способом произвел древнегреческий ученый Эратосфен (ок. 276—194 до и. э.), живший в египетском городе Александрии, па берегу Средиземного моря.
С юга в Александрию приходили караваны верблюдов. От сопровождавших их людей Эратосфен узнал, что в городе Сиене (нынешнем Асуане) в день летнего солнцестояния Солнце в иол-день находится над головой. Предметы в это время не дают никакой тени, а солнечные лучи проникают даже в самые глубокие колодцы. Стало быть, Солнце достигает зенита.
Путем астрономических наблюдений Эратосфен установил, что в этот же самый день в Александрии Солнце отстоит от зенита на 7,2 градуса, что составляет ровно 1/50 часть окружности. (В самом деле: 360: 7,2 = 50.) Теперь, чтобы узнать, чему равна окружность Земли, оставалось измерить расстояние между городами и умножить его па 50. Но измерить это расстояние, пролегающее по пустыне, Эратосфену было не под силу. Не могли измерить его и проводники торговых караванов. Они лишь знали, сколько времени тратят их верблюды на один переход, и считали, что от Сиены до Александрии 5000 египетских стадий. Значит, вся окружность Земли: 5000 x 50 = 250 000 стадий.
К сожалению, мы не знаем точно длину египетской стадии. По некоторым данным, она равна 174,5 м, что дает для земной окружности 43 625 км. Известно, что радиус в 6,28 раза меньше длины окружности. Получалось, что радиус Земли, но Эратосфену,— 6943 км. Вот так более двадцати двух веков тому назад впервые были определены размеры земного шара.
По современным данным, средний радиус Земли составляет 6371 км. По почему средний? Ведь если Земля — шар, то идее земные радиусы должны быть одинаковыми. Об этом мы расскажем дальше.
Способ точного измерения больших расстояний впервые предложил голландский географ и математик Вилдеброрд Сиеллиус (1580-1626).
Представим себе, что необходимо измерить расстояние между точками А и Б, удаленными одна от другой на сотни километров. Решение этой задачи следует начать с построения на местности так называемой опорной геодезической сети. В простейшем варианте она создается в виде цепочки треугольников. Вершины их выбираются на возвышенных местах, где сооружаются так называемые геодезические знаки в виде специальных пирамид, и обязательно так, чтобы из каждого пункта были видны направления на все соседние пункты. А еще эти пирамиды должны быть удобны для работы: для установки угломерного инструмента — теодолита — и измерения всех углов в треугольниках этой сети. Кроме того, в одном из треугольников измеряется одна сторона, которая пролегает по ровной и открытой местности, удобной для линейных измерений. В результате получается сеть треугольников с известными углами и исходной стороной — базисом. Затем следуют вычисления.
Решение наминается с треугольника, содержащего базис. По стороне и углам вычисляются две другие стороны первого треугольника. Но одна из его сторон является одновременно стороной смежного с ним треугольника. Она служит исходной для вычисления сторон второго треугольника и так далее. В конце концов находятся стороны последнего треугольника и вычисляется искомое расстояние — дуга меридиана АБ.
Геодезическая сеть обязательно опирается на астрономические пункты А и Б. Методом астрономических наблюдений звезд определяются их географические координаты (широты и долготы) и азимуты (направления на местные предметы).
Теперь, когда известна протяженность дуги меридиана АБ, а также ее выражение в градусной мере (как разность широт астропунктов А и Б), не составит особого труда вычислить длину дуги 1 градуса меридиана путем простого деления первой величины на вторую.
Этот способ измерения больших расстояний на земной поверхности получил название триангуляции — от латинского слова «триапгулюм», что значит «треугольник». Он оказался удобным для определения размеров Земли.
Изучением размеров нашей планеты и формы се поверхности занимается наука геодезия, что в переводе с греческого означает «землеизмерение». Ее зарождение следует отнести к Эратосфсну. Но собственно научная геодезия началась с триангуляции, впервые предложенной Сиеллиусом.
Самое грандиозное градусное измерение XIX века возглавил основатель Пулковской обсерватории В. Я. Струве. Под руководством Струве русские геодезисты совместно с норвежскими измерили дугу» простиравшуюся от Дуная по западным областям России в Финляндию и Норвегию до побережья Северного Ледовитого океана. Общая протяженность этой дуги превысила 2800 км! В ней было заключено более 25 градусов, что составляет почти 1/14 часть земной окружности. В историю науки она -вошла под названием «дуги Струве». Автору этой книги в послевоенные годы довелось работать на наблюдениях (измерениях углов) на пунктах государственной триангуляции, примыкавших непосредственно к знаменитой «дуге».
Градусные измерения показали, что паша Земля не является в точности шаром, а похожа на эллипсоид, то есть она сжата у полюсов. У эллипсоида все меридианы представляют собой эллипсы, а экватор и параллели — окружности.
Чем длиннее измеряемые дуги меридианов и параллелей, тем точнее можно вычислить радиус Земли и определить ее сжатие.
Отечественные геодезисты промерили государственную триангуляционную сеть почти на половине территории СССР. Это позволило советскому ученому Ф. Н. Красовскому (1878-1948) более точно определить размеры и форму Земли. Эллипсоид Красовского: экваториальный радиус — 6378,245 км, полярный радиус — 6356,863 км. Сжатие планеты — 1/298,3, то есть на такую часть полярный радиус Земли короче экваториального (в линейной мере — 21,382 км).
Представим себе, что па глобусе с поперечником 30 см решили изобразить сжатие земного шара. Тогда полярную ось глобуса пришлось бы укоротить на 1 мм. Это так мало, что совершенно незаметно для глаза. Вот так и Земля с большого расстояния кажется совершенно круглой. Такой ее наблюдают космонавты.
Изучая форму Земли, ученые прийти к выводу, что она сжата не только вдоль оси вращения. Экваториальное сечение земного шара в проекции на плоскость дает кривую, которая тоже отличается от правильной окружности, правда совсем немного — на сотни метров. Все это свидетельствует о том, что фигура у нашей планеты более сложная, чем казалось раньше.
Теперь уже совершенно ясно, что Земля не является правильным геометрическим телом, то есть эллипсоидом. К тому же поверхность нашей планеты далеко не гладкая. На ней есть возвышенности и высокие горные хребты. Правда, суши почти в три раза меньше, чем воды. Что же в таком случае мы должны подразумевать подземной поверхностью?
Как известно, океаны и моря, сообщаясь друг с другом, образуют на Земле обширную водную гладь. Поэтому ученые условились принимать за поверхность планеты поверхность Мирового океана, находящегося в спокойном состоянии.
А как поступать в районах континентов? Что там считать поверхностью Земли? Тоже поверхность Мирового океана, мысленно продолженную под всеми материками и островами.
Вот эта фигура, ограниченная поверхностью среднего уровня Мирового океана, была названа геоидом. От поверхности геоида и ведется отсчет всех известных «высот над уровнем моря». Слово «геоид», или «землеподобный», специально придумало для названия фигуры Земли. В геометрии такой фигуры не существует. Близок по форме к геоиду геометрически правильный эллипсоид.
4 октября 1957 года с запуском в нашей стране первого искусственного спутника Земли человечество вступило в космическую эру. 11ачалось активное исследование околоземного пространства. При этом выяснилось, что спутники очень полезны и для познания самой Земли. Даже в области геодезии они сказали свое «веское слово».
Как известно, классическим методом изучения геометрических характеристик Земли является триангуляция. Но раньше геодезические сети развивали лишь в пределах материков, а между собой они не были связаны. Ведь на морях и океанах триангуляцию не построишь. Поэтому расстояния между материками были определены менее точно. За счет этого снижалась точность определения размеров самой Земли.
С запуском спутников геодезисты сразу поняли: появились «визирные цели» на большой высоте. Теперь можно будет измерить большие расстояния.
Идея метода космической триангуляции проста. Синхронные (одновременные) наблюдения спутника из нескольких отдаленных пунктов земной поверхности позволяют привести их геодезические координаты к единой системе. Так были связаны воедино триангуляции, построенные на разных материках, а заодно были уточнены размеры Земли: экваториальный радиус — 6378,160 км, полярный радиус — 6356,777 км. Величина сжатия — 1/298,25, то есть почти такая же, как у эллипсоида Красовского. Разница между экваториальным и полярным диаметрами Земли достигает 42 км 766 м.
Если бы наша планета была правильным шаром, а массы внутри нее распределены равномерно, то спутник мог бы двигаться вокруг Земли по круговой орбите. Но отклонение формы Земли от шарообразной и неоднородность ее недр приводят к тому, что над различными точками земной поверхности сила притяжения неодинаковая. Изменяется сила притяжения Земли — изменяется орбита спутника. И все, даже малейшие изменения в движении спутника с низкой орбитой — то результат гравитационного воздействия на него той или иной земной выпуклости или и падины, над которой он пролетает.
Оказалось, что наша планета имеет еще и слегка грушевидную форму. Ее Северный полюс приподнят над плоскостью экватора па 16 м, а Южный — примерно на столько же опущен (как бы вдавлен). Вот и получается, что в сечении по меридиану фигура Земли напоминает грушу. Она чуть-чуть вытянута к северу и приплюснута у Южного полюса. Налицо полярная асимметрия: Се пер нос полушарие нетождественно Южному. Так на основании спутниковых данных было получено самое точное представление об истинной форме Земли. Как видим, фигура нашей планеты заметно отклоняется от геометрически правильной формы шара, а также от фигуры эллипсоида вращения.
Кто такой Эратосфен? Считается, что этот человек вычислил достаточно точные размеры Земли, но были у этого древнегреческого ученого и главы знаменитой Александрийской библиотеки и другие достижения. Круг его интересов поражает: от филологии и поэзии до астрономии и математики.
Вклад Эратосфена в географию поражает воображение по сей день. Это во многом обусловлено неординарностью личности древнегреческого ученого. Необходимо раскрыть наименее известные факты в биографии этого загадочного человека и выдающегося ученого, чтобы ответить на вопрос о том, кто такой Эратосфен.
Краткие общие сведения о личности
История сохранила краткие сведения из биографии Эратосфена, однако на него очень часто ссылались авторитетные и знаменитые мудрецы, философы античности: Архимед, Страбон и другие. Датой его рождения принято считать 276 год до н. э. Родился Эратосфен в Африке, в Кирене, поэтому нет ничего удивительного в том, что своё образование он начал в столице птолемеевского Египта - Александрии. Современники не зря дали ему прозвище Пентакл, или многоборец. Живой ум Эратосфена пытался постичь практически все известные на тот момент науки. И как все учёные, он наблюдал за природой. Сохранилось ещё одно прозвище описывающее труды и открытия Эратосфена. Его ещё называли «бетой», или «вторым». Нет, этим они ни в коей мере не хотели унизить его. Это прозвище говорило о его эрудиции и достаточно высоких достижениях в изучении наук.
Что значит быть древним греком?
Древние греки были искусными путешественниками, воинами и торговцами. Новые страны и земли манили их, обещая выгоду и знания. Древняя Греция, разделённая на множество полисов, и существующий пантеон богов, где каждый из них был покровителем определённого полиса, была скорее геополитическим пространством. Греки были не национальностью, это была культурная эллинистическая общность людей, считающая все остальные народы варварскими, которым необходимо помочь, познакомив их с культурой и цивилизацией.
Поэтому Эратосфен, как и большинство древнегреческих философов, так увлечённо любил путешествовать. Тяга к новому и привела его в Афины, где он продолжил своё обучение.
Жизнь в Афинах
В Афинах он не терял времени даром и продолжил обучение. Поэзию ему в своё время, помогал постигать великий Каллимах грамматику - Лисаний. Кроме этого, он ознакомился с философскими учениями и школами стоиков и платонистов. Себя он называл приверженцем последней. Впитывая знания в двух знаменитейших центрах науки и культуры Древней Греции, он лучше всех подходил на роль наставника для наследника. Птолемей III, не скупясь на посулы и обещания, уговорил ученого вернуться в Александрию. И Эратосфен не смог устоять перед возможностью поработать в Александрийской библиотеке, а впоследствии он стал её главой.
Александрийская библиотека
Библиотека была не просто академией или местом собрания древних знаний. Она была сосредоточием науки того времени. Задаваясь вопросом о том, кто такой Эратосфен, нельзя не упомянуть о той деятельности, которую он развернул, будучи назначенным главным хранителем Александрийской библиотеки.
Здесь жили и работали многие знаменитейшие философы античности, а также готовились кадры для администрации Птолемеев. Огромный штат переписчиков и наличие папируса позволяли пополнять фонды на месте. достойно соперничала с Пергамской. Были предприняты ещё некоторые шаги, направленные на увеличение фонда. Все найденные на кораблях свитки и пергаменты бережно копировались.
Ещё одно нововведение Эратосфена - это учреждение целого отдела, изучающего Гомера и его наследие. Немало он тратил и своих личных средств на покупку древних свитков. По некоторым сохранившимся до наших дней сведениям, здесь хранилось свыше семисот тысяч рукописей и пергаментов. Эратосфен продолжил дело своего учителя Каллимаха, который основал научную библиографию. И до 194 года до н. э. верно исполнял возложенные на него обязательства, пока с ним не случилось несчастье - он ослеп и не мог заниматься любимым делом. Это обстоятельство лишило его тягу к жизни, и он умер, перестав принимать пищу.
Крёстный отец географии
Книга Эратосфена «Географика» - это не просто научный труд. В ней была произведена попытка систематизировать полученные на тот момент знания об изучении Земли. Так зародилась новая наука - география. Эратосфена считают и создателем первой карты мира. В ней земную поверхность он разделил условно на 4 зоны. Одну из этих зон он выделил для проживания людей, поместив её строго на севере. По его представлениям и на основании известных тогда данных человек чисто физически не мог существовать южнее. Слишком горячий климат сделал бы это невозможным.
Отдельно стоит упомянуть изобретение системы координат. Это было сделано для упрощения поиска любого пункта на карте. Также были введены впервые такие понятия, как параллели и меридианы. География Эратосфена дополнена ещё одной идеей, которой придерживается и современная наука. Он, как и Аристотель, считал Мировой океан единым и безраздельным.
Официальная история утверждает, что великая Александрийская библиотека была варварски уничтожена римскими легионерами. По этой причине множество древних бесценных трудов не дошли до наших дней. Сохранились лишь некоторые фрагменты и отдельные упоминания. Не стала исключением и «Географика» Эратосфена.
«Катастеризмы» - превращение в созвездие
Древние греки, как и множество других народов, уделяли самое пристальное внимание звёздному небу, о чем свидетельствуют некоторые дошедшие до нас труды. В биографии Эратосфена упоминается его интерес к астрономии. «Катастеризмы» - трактат, в котором соединились древняя мифология греков и наблюдения более чем за 700 небесными объектами. Вопрос об авторстве Эратосфена до сих пор вызывает множество споров. Одна из причин - стилистическая. Крайне сложно поверить, что Эратосфен, уделявший столько внимания поэзии, написал «Катастеризмы» сухим, лишённым любой эмоциональности слогом. Кроме того, этот исторический источник грешит и астрономическими погрешностями. Однако официальная наука приписывает авторство именно Эратосфену.
Измерение размеров Земли
Наблюдательные египтяне заметили один интересный факт, который потом лёг в основу принципа измерения Земли Эратосфеном. В дни солнцестояния в разных уголках Египта солнце освещает дно глубоких колодцев (Сиена), а в Александрии такого явления не наблюдается.
Какой инструмент использовал Эратосфен, чтобы вычислить 19 июня 240 года до н. э. в Александрии в день летнего солнцестояния при помощи чаши с иглой он определил угол нахождения солнца на небе. Отталкиваясь от полученного результата, ученый высчитал радиус и окружность Земли. Она составила по разным источникам от 250000 до 252000 стадий. В переводе на современную систему исчислений получается, что средний радиус Земли составил 6287 километров. Современная наука вычисляет такой радиус и даёт величину, составляющую 6371 км. Стоит отметить, что для того времени такая точность вычисления была просто феноменальной.
Мезолябия
К сожалению, до наших дней практически не сохранились работы Эратосфена в области математики. Все сведения дошли до современности в комментариях Евтокия о письмах Эратосфена к царю Птолемею. В них изложена информация о делийской задаче (или «удвоение куба»), дается описание механического прибора мезолябия, служащего для извлечения кубических корней.
Прибор состоял из трех равных прямоугольных треугольников и двух реек. Одна из фигур закреплена, а остальные две могут передвигаться по рейкам (AB и CD). При условии, что точка K находится на середине стороны DB, а два свободных треугольника расположены таким образом, что пункты пересечения их сторон (L и N) совпадают с прямой AK, объем куба с ребром ML будет в два раза больше куба с ребром DK.
Решето Эратосфена
Этот прием, применяемый ученым, описан в трактате Никомаха Геразенского и служит для определения простых чисел. Было замечено, что некоторые числа можно разделить на 2, 3, 4 и 6, а иные делятся без остатка только сами на себя. Последние (к примеру, 7, 11, 13) и называются простыми. Если нужно определить небольшие числа, то, как правило, проблем не возникает. В случае с большими руководствуются правилом Эратосфена. Во многих источниках до сих пор оно называется и других способов определения простых чисел не изобретено.
Натуральные числа делятся на три группы:
- имеющие 1 делитель (единица);
- имеющие 2 делителя (простые числа);
- имеющие делители больше двух (составные числа).
Суть метода заключается в последовательном вычеркивании всех чисел, кроме простых. Сначала удаляются числа кратные 2, затем 3, и так далее. В конечном результате должна получиться таблица с нетронутыми числами (простыми). Эратосфен выстроил последовательность простых чисел до 1000. В таблице приведены первые пятьсот чисел.
Вместо заключения
При условии сохранности рукописей греческого мыслителя можно было бы составить более полную картину о том, кто такой Эратосфен. Однако история не предоставила современным людям такой возможности. Поэтому описания его изобретений собираются по трактатам и упоминаниям иных авторов.
Не менее загадочной является и жизнь Эратосфена. К сожалению, исторические источники донесли скудную информацию о яркой личности мыслителя и философа. Однако масштабы гения Эратосфена поражают и сегодня. А древнегреческий современник мыслителя Архимед, отдавая должное коллеге, посвятил ему свое творение «Эфодик» (или «Метод»). Эратосфен обладал энциклопедическими знаниями во многих науках, но ему нравилось, когда его называли филологом. Возможно, отсутствие общения с текстами во время болезни и привело его к голодной смерти. Но данный факт нисколько не умаляет заслуг гения Эратосфена.