关于古希腊的科学家一些科学家的发明经历了什么大事件

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关于古希腊的科学家一些科学家的发明经历了什么大事件
关于古希腊的科学家
一些科学家的发明经历了什么大事件

关于古希腊的科学家一些科学家的发明经历了什么大事件
希腊文明---古希腊的科学家

希腊文化科学的集大者——亚里士多德

亚里士多德的生平
亚里士多德(Aristoteles,384年—322BC.)是古希腊最著名的哲学家、渊博的学者.他总结了泰勒斯以来古希腊哲学发展的结果,首次将哲学和其他科学区别开来,开创了逻辑、伦理学、政治学和生物学等学科的独立研究.他的学术思想对西方文化、科学的发展产生了巨大的影响.
公元前384年,亚里士多德生于富拉基亚的斯塔基尔希腊移民区.这座城市是希腊的一个殖民地,与正在兴起的马其顿相邻.他的父亲是马其顿国王腓力二世的宫廷侍医 ,所以他的家庭应该属于奴隶主阶级中的中产阶层.亚里士多德于公元前367年迁居到雅典,曾经学过医学,还在雅典柏拉图学院学习过很多年,是柏拉图学院的积极参加者.
从十八岁到三十八岁——在雅典跟柏拉图学习哲学的二十年,对亚里士多德来说是个很重要的阶段,这一时期的学习和生活对他一生产生了决定性的影响.苏格拉底是柏拉图的老师,亚里士多德又受教于柏拉图,这三代师徒都是哲学史上赫赫有名的人物.
在雅典的柏拉图学园中,亚里士多德表现的很出色,柏拉图称他是“学园之灵”.但亚里士多德可不是个只崇拜权威,在学术上唯唯诺诺而没有自己的想法的人.他同大谈玄理的老师不同,他努力的收集各种图书资料,勤奋钻研,甚至为自己建立了一个图书室.有记载说,柏拉图曾讽刺他是一个书呆子.
在学院期间,亚里士多德就在思想上跟老师有了分歧.他曾经隐喻的说过,智慧不会随柏拉图一起死亡.当柏拉图到了晚年,他们师生间的分歧更大了,经常发生争吵.
公元前347年,柏拉图去世后,亚里士多德在雅典又继续呆了两年,此后他开始游历各地.公元前343年,他受马其顿国王腓力二世的聘请,担任起太子亚历山大的老师.当时亚历山大十三岁,亚里士多德四十二岁.
公元前338年,马其顿国王腓力二世打败了雅典、底比斯等国组成的反马其顿的联军,从此称霸希腊.次年,腓力召开全希腊会议,会议约定希腊各邦停止战争,建立永久同盟,由马其顿担任盟主.在会议上,腓力宣布,他将统帅希腊各邦联军,远征波斯.至此,马其顿实际上掌握了全希腊的军政大权,希腊各邦已经名存实亡,成为马其顿的附庸.
腓力于公元前336年被刺身亡.他的儿子、年仅二十岁的亚历山大即位为王.公元前334年,亚历山大率领马其顿军和希腊各邦的联军出征波斯.在不到十年的时间里,他打跨了号称百万的波斯大军,接着摧毁了古老的波斯帝国.一个空前庞大的亚历山大帝国——其领土西起希腊,东到印度河,南 到埃及,北抵中亚——建立起来了.公元前323年,亚历山大病故.这个凭着武力征服建立起来的大帝国,经过混战,分裂成几个独立的王国.
就在这个时局动荡的年代里,亚里士多德重返雅典,在那里一住就是二十年,即从亚历山大出发远征的前一年到亚历山大去世的那一年.在这段时间里,虽然马其顿在军事和政治上控制了雅典,但那里的反马其顿的潜力还是很大的.
亚里士多德来到雅典,可能肩负有说服雅典人服从马其顿的政治使命.亚里士多德在雅典受到了很多的优待,除了在政治上的显赫地位以外,他还得到了亚历山大和各级马其顿官僚大量的金钱、物资和土地资助.他所创办的吕克昂学园,占有阿波罗吕克昂神庙附近广大的运动场和园林地区.在学园里,有当时第一流的图书馆和动植物园等.他在这里创立了自己的学派,这个学派的老师和学生们习惯在花园中边散步边讨论问题,因而得名为“逍遥派”.
据说,亚历山大为他的老师提供的研究费用,为八百金塔兰(每塔兰重合黄金六十磅).亚历山大还为他的老师提供了大量的人力,他命令他的部下为亚里士多德收集动植物标本和其他资料.
事实上,亚里士多德浩瀚的著作,实非一人之力所能完成.譬如,他曾对一百五十八种政治制度作了概述和分析,这项工作所需要涉及的大量搜集整理工作,如果没有一批助手的协助,是不可能做完的.
当亚历山大去世的消息传到雅典时,那里立刻掀起了反马其顿的狂潮,雅典人攻击亚里士多德,并判他为不敬神罪,当年苏格拉底就是因不敬神罪而被判处死刑的.但亚里士多德最终逃出了雅典,第二年,他就去世了,终年六十三岁.
古代东西方文化科学的集大成者
亚里士多德首先是个伟大的哲学家,他虽然是柏拉图的学生,但却抛弃了他的老师所持的唯心主义观点.
柏拉图认为理念是实物的原型,它不依赖于实物而独立存在,亚里士多德则认为实物本身包含着本质;柏拉图断言感觉不可能是真实知识的源泉,亚里士多德却认为知识起源于感觉.这些思想已经包含了一些唯物主义的因素.
亚里士多德和柏拉图一样,认为理性方案和目的是一切自然过程的指导原理.可是亚里士多德对因果性的看法比柏拉图的更为丰富,因为他接受了一些古希腊时期对这个问题的看法.
亚里士多德指出,因主要有四种,第一种是质料因,即形成物体的主要物质;第二种是形式因,即主要物质被赋予的设计图案和形状;第三种是动力因,即为实现这类设计而提供的机构和作用;第四种是目的因,即设计物体所要达到的目的.
举个例子来说,制陶者的陶土为陶器提供其质料因,而陶器的设计样式则是它的形式因,制陶者的轮子和双手是动力因,而陶器的用途是目的因.亚里士多德本人看中的是物体的形式因和目的因,他相信形式因蕴藏在一切自然物体和作用之内.开始这些形式因是潜伏着的,但是物体或者生物一旦有了发展,这些形式因就显露出来了.最后,物体或者生物达到完成阶段,其制成品就被用来实现原来设计的目的,即为目的因服务.他还认为,在具体事物中,没有无质料的形式,也没有无形式的质料,质料与形式的结合过程,就是潜能转化为现实的运动.这一理论表现出自发的辩证法的思想.
亚里士多德把科学分为三种:理论的科学(数学、自然科学和后来被称为形而上学的第一哲学);实践的科学(伦理学、政治学、经济学、战略学和修饰学);创造的科学,即诗学.
亚里士多德认为分析学或逻辑学是一切科学的工具.他是形式逻辑学的奠基人,他力图把思维形式和存在联系起来,并按照客观实际来阐明逻辑的范畴.
在天文学方面,亚里士多德认为运行的天体是物质的实体,地是球形的,是宇宙的中心;地球和天体由不同的物质组成,地球上的物质是由水气火土四种元素组成,天体由第五种元素“以太”构成.
在物理学方面,他反对原子论,不承认有真空存在;他还认为物体只有在外力推动下才运动,外力停止,运动也就停止.
在生物学方面,他对五百多种不同的植物动物进行了分类,至少对五十多种动物进行了解剖研究,指出鲸鱼是胎生的,还考察了小鸡胚胎的发育过程.亚历山大大帝在远征途中经常给他捎回各种动植物标本.
在教育方面,亚里士多德认为理性的发展是教育的最终目的,主张国家应对奴隶主子弟进行公共教育,使他们的身体、德行和智慧得以和谐地发展.亚里士多德还曾提出许多数学和物理学的概念,如极限、无穷数、力的合成等.
亚里士多德的逻辑学著作后来由他的注释者汇编成书,取名叫作《工具论》.他们继承了亚里士多德的看法,认为逻辑学既不是理论知识,又不是实际知识,只是知识的工具.《工具论》主要论述了演绎法,为形式逻辑奠定了基础,对这门科学的发展具有深远的影响.
亚里士多德的另一著作《物理学》讨论了自然哲学,存在的原理,物质与形式,运动,时间和空间等方面的问题.他认为要使一个物体运动不已,需要有一个不断起作用的原因.
亚里士多德在《论天》一书中开始讨论物质和可毁灭的东西,并进而讨论了发生和毁灭.在这个发生和毁灭的过程中,相互对立的原则冷和热、湿和燥两两相互作用,而产生了火气土水四种元素.除这些地上的元素外,他又添上了以太.以太作圆运动,并且组成了完美而不朽的天体.
《气象学》讨论了天和地之间的区域,即行星、彗星和流星的地带;其中还有一些关于视觉、色彩视觉和虹的原始学说.第四册里叙述了一些原始的化学观念.在现在看来,亚里士多德的气象学远不如他的生物学著作那样令人满意,然而这部著作在中世纪后期却有很大的影响.
亚里士多德的其他重要著作有:《形而上学》、《伦理学》、《政治学》和《分析前篇和后篇》等.这些著作对后来的哲学和科学的发展起了很大的影响.
亚里士多德是希腊科学的一个转折点.在他以前,科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系,来解释自然现象,而他是最后一个提出完整世界体系的人.在他以后许多科学家开始放弃提出完整体系的企图,转入研究具体问题.
亚里士多德运用观察试验的方法和辩证思维的方法,大大推动了当时科学的进展.但是在中世纪,经院哲学和神学利用他的著作中一些形而上学和唯心主义的东西,比如神推动世界和地球是宇宙的中心等观点,把它们奉做不能改变的经典和不能超越的权威,肆意歪曲他的著作,这又束缚住人们的思想,阻碍了中世纪科学的发展.
亚里士多德集上古知识于一身,在他死后几百年中,没有一个人象他那样对知识有过系统考察和全面掌握,他的著作是古代的百科全书.所以恩格斯称他是“最博学的人”.



能推动地球的人—阿基米德
能推动地球的人——阿基米德
阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人.
除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦,再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献.即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感.他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模.
从洗澡的故事说起
关于阿基米德,流传着这样一段有趣的故事.相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑.
后来,国王请阿基米德来检验.最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领.一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起.他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重.他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”.(Fureka,意思是“我知道了”).
他经过了进一步的实验以后来到王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多.这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,所以证明了王冠里掺进了其他金属.
这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律:物体在液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量.一直到现代,人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等.
阿基米德的生平
公元前287年,阿基米德诞生于西西里岛的叙拉古(今意大利锡拉库萨).他出生于贵族,与叙拉古的赫农王有亲戚关系,家庭十分富有.阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊.他十一岁时,借助与王室的关系,被送到古希腊文化中心亚历山大里亚城去学习.
亚历山大位于尼罗河口,是当时文化贸易的中心之一.这里有雄伟的博物馆、图书馆,而且人才荟萃,被世人誉为“智慧之都”.阿基米德在这里学习和生活了许多年,曾跟很多学者密切交往.他在学习期间对数学、力学和天文学有浓厚的兴趣.在他学习天文学时,发明了用水利推动的星球仪,并用它模拟太阳、行星和月亮的运行及表演日食和月食现象.为解决用尼罗河水灌溉土地的难题,它发明了圆筒状的螺旋扬水器,后人称它为“阿基米德螺旋”.
公元前240年,阿基米德回叙古拉,当了赫农王的顾问,帮助国王解决生产实践、军事技术和日常生活中的各种科学技术问题.
公元前212年,古罗马军队攻陷叙拉古,正在聚精会神研究科学问题的阿基米德,不幸被蛮横的罗马士兵杀死,终年七十五岁.阿基米德的遗体葬在西西里岛,墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形,以纪念他在几何学上的卓越贡献.
阿基米德的科学成就
阿基米德无可争议的是古代希腊文明所产生的最伟大的数学家及科学家,他在诸多科学领域所作出的突出贡献,使他赢得同时代人的高度尊敬.
阿基米德在力学方面的成绩最为突出,他系统并严格的证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础.在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理,提出了精确地确定物体重心的方法,指出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡.他在研究机械的过程中,发现了杠杆定律,并利用这一原理设计制造了许多机械.他在研究浮体的过程中发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律.
阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法.在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖.他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、面积逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率.面对古希腊繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法,突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限,并用它解决了许多数学难题.
阿基米德在天文学方面也有出色的成就.除了前面提到的星球仪,他还认为地球是圆球状的,并围绕着太阳旋转,这一观点比哥白尼的“日心地动说”要早一千八百年.限于当时的条件,他并没有就这个问题做深入系统的研究.但早在公元前三世纪就提出这样的见解,是很了不起的.
阿基米德的著作很多,作为数学家,他写出了《论球和圆柱》、《圆的度量》、《抛物线求积》、《论螺线》、《论锥体和球体》、《沙的计算》等数学著作.作为力学家,他著有《论图形的平衡》、《论浮体》、《论杠杆》、《原理》等力学著作.
阿基米德和雅典时期的科学家有着明显的不同,就是他既重视科学的严密性、准确性,要求对每一个问题都进行精确的、合乎逻辑的证明;又非常重视科学知识的实际应用.他非常重视试验,亲自动手制作各种仪器和机械.他一生设计、制造了许多机构和机器,除了杠杆系统外,值得一提的还有举重滑轮、灌地机、扬水机以及军事上用的抛石机等.被称作“阿基米德螺旋”的扬水机至今仍在埃及等地使用.
“假如给我一个支点,我就能推动地球”
阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,从而把二者结合起来.在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过人们不知道它的道理.阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理.阿基米德曾说过:“假如给我一个支点,我就能推动地球.”
当时的赫农王为埃及国王制造了一条船,体积大,相当重,因为不能挪动,搁浅在海岸上很多天.阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上,将绳索的一端交到赫农王手上.赫农王轻轻拉动绳索,奇迹出现了,大船缓缓地挪动起来,最终下到海里.国王惊讶之余,十分佩服阿基米德,并派人贴出告示“今后,无论阿基米德说什么,都要相信他.”
爱国者阿基米德
在阿基米德晚年时,罗马军队入侵叙拉古,阿基米德指导同胞们制造了很多攻击和防御的作战武器.当侵略军首领马塞勒塞率众攻城时,他设计的投石机把敌人打得哭爹喊娘.他制造的铁爪式起重机,能将敌船提起并倒转……
另一个难以置信的传说是,他曾率领叙拉古人民手持凹面镜,将阳光聚焦在罗马军队的木制战舰上,使它们焚烧起来.罗马士兵在这频频的打击中已经心惊胆战,草木皆兵,一见到有绳索或木头从城里扔出,们就惊呼“阿基米德来了”,随之抱头鼠窜.
罗马军队被阻入城外达三年之久.最终,于公元前212年,罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈,大举进攻闯入了城市.此时,75岁的阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题,一个罗马士兵闯入,用脚践踏了他所画的图形,阿基米德愤怒地与之争论,残暴无知的士兵举刀一挥,一位璀璨的科学巨星就此陨落了.
几何学的创始人—— 欧几里得
欧几里得(Euclid,约300BC.)是古希腊最一位伟大的数学家之一.早年在雅典受教育,熟知柏拉图的学说.公元前300年左右,受托勒密王(前364-前283)之邀,到埃及统治下的亚历山大城工作,长期从事教学、研究和著述.他写过不少数学、天文、光学和音乐方面的著作,而以巨著《原本》最闻名于世.《原本》原有13卷,后人又补充2卷.这本著作的原稿早已失传,现存的是公元4世纪末西翁的修订本和18世纪在梵蒂冈图书馆发现的希腊文手抄原本.这部西方世界现存最古老的数学著作,为2000年来用公理法建立演绎的数学体系树立了最早的典范.德摩根曾说,除了《圣经》,再没有任何一种书像《原本》这样拥有如此众多的读者,被译成如此多种语言.从1482年到19世纪末,《原本》的各种版本竟用各种语言出了1000版以上.明朝万历年间(1607),徐光启和意大利传教士利玛窦把前6卷译成中文出版,定名为“几何原本”.“几何”这个数学名词就是这样来的.《几何原本》是中国近代翻译的第一部西方数学著作.
在《几何原本》中,欧几里得首先给出了点、线、面、角、垂直、平行等定义,接着给出了关于几何和关于量的十条公理,如“凡直角都相等”、“整体大于部分”以及后来引起许多纷争的“平行线公理”等等.公理后面是一个一个的命题及其证明,内容十分丰富.比如有平面作图,勾股定理,余弦定理,园的各种性质, 空间中平面和直线的垂直、平行和相交等关系,平行六面体,棱锥、棱柱、园锥、园柱,球等问题,此外还有比例的理论,正整数的性质与分类,无理量等等.公理化结构是近代数学的主要特征,而“几何原本”则是公理化结构的最早典范,它产生于2000多年前,这是难能可贵的.欧几里得完成巨著“几何原本”并不是偶然的.除了他自己的天分和勤奋外,在他之前已有许多希腊数学家作了大量的开拓性工作,积累起了许多数学知识.不过这些知识是零碎的,不连贯的,可以比作砖瓦、木石.欧几里得的伟大贡献在于他创造性地吸收并发展了前人的研究成果,用公理化方法建立起一套完善的演绎体系,把这些零碎的,不连贯的数学知识进行分类、比较,揭示彼此间的内在联系,组织在一个严密的系统之中.就好像一位高明的建筑师把木石、砖瓦建成巍峨的大厦一样.
古籍中记述了两则故事说明了欧几里得的治学态度.一个故事说:托勒密国王问欧几时得,除了他的“几何原本”之外,有没有其他学习几何的捷径.欧几里得回答道:“几何无王者之道.”意思是在几何学里,没有专门为国王铺设的大路.这句话后来被引申为“求知无坦途”,成为千古传诵的箴言.另一个故事说:一个学生才开始学习第一个命题,就问学了几何之后将得到些什么.欧几里得说:“给他三个钱币,因为他想在学习中获取实利.”从古籍记载的这两则故事可知,欧几里得主张学习必须循序渐进,刻苦钻研,不赞成投机取巧、急功近利的作风,也反对狭隘的实用观点.
除“几何原本”外,欧几里得还有不少著作,如“已知数”、“图形的分割”、“纠错集”、“园锥典线”、“曲面轨迹”、“观测天文学”等,可惜大都失传.不过,经过两千多年的历史考验,影响最大的仍然是“几何原本”.
“希腊化时代的哥白尼”——阿里斯塔克
阿里斯塔克斯(Aristarchos,310—230BC.)生于爱琴海中的萨摩斯岛,曾就学于雅典学园.他不但是一个精细的观察者,而且还是一位天才的理论家.他对宇宙的看法与众不同.他认为太阳和恒星都是不动的,地球和行星围绕着太阳旋转,地球又绕自己的轴每天自转一周.
他还认为,我们在地球上看不出恒星相对位置的变化,是因为恒星与地球的距离比起地球运动的轨道大得多的缘故.阿里斯塔克斯的这种理论与后来的哥白尼的太阳中心说已十分接近.但是他不但不被人所理解,并且当即就认为是渎神,因此他受到了控告.阿里斯塔克斯还有一项历史性的贡献,就是运用几何论证法测定太阳和月球对地球的近似比值.这个方法在理论上很巧妙,但由于仪器和其它因素的限制,测出的数据不够准确.现在我们来介绍这一方法.这一方法是,设太阳、地球、月亮为WTXT S、E、M在月亮正好是半圆时,此时太阳光线直射到月亮上,那么此时的∠EMS=90°,那么△SME是直角三角形.这时,阿里斯塔克斯又利用仪器测得∠MES为87°,再用正弦函数,即可算出太阳到地球(即ES)和地球到月亮(即EM)的比值.他算出的结果是ES:EM≈18~20之间.比值算出后,如果已知月地距离EM,那么MS也就得出.这个方法的原理是如此简明,所以直到1800年还在为天文学家所用.阿里斯塔克斯算出的结果和现代精确的结果相比,相差很大,但他的开创性的工作是很有意义的,他为后来者奠定了牢固的基础.

“地理学之父”——埃拉托色尼
为“地理”命名
埃拉托色尼(Eratosthenes,275—193BC.)生于希腊在非洲北部的殖民地昔勒尼(cyrene,在今利比亚).他在昔勒尼和雅典接受了良好的教育,成为一位博学的哲学家、诗人、天文学家和地理学家.他的兴趣是多方面的,不过他的成就则主要表现在地理学和天文学方面.
埃拉托色尼曾应埃及国王的聘请,任皇家教师,并被任命为亚历山大里亚图书馆一级研究员.从公元前234年起接任图书馆馆长.当时亚历山大里亚图书馆是古代西方世界的最高科学和知识中心,那里收藏了古代各种科学和文学论著.馆长之职在当时是希腊学术界最有权威的职位,通常授予德高望重、众望所归的学者.埃拉托色尼担任馆长直到他逝世为止,这也说明了他在古希腊学术界享有很高的声誉.
埃拉托色尼被西方地理学家推崇为“地理学之父”,除了他在测地学和地理学方面的杰出贡献外,另一个重要原因是因为他第一个创用了西文“地理学”这个词汇,并用它作为《地理学概论》的书名.这是该词汇的第一次出现和使用,后来广泛应用开来,成为西方各国通用学术词汇.
埃拉托色尼充分地利用了他担任亚历山大里亚图书馆馆长职位之便,十分出色地利用了馆藏丰富的地理资料和地图.他的天才使他能够在占有文献资料的基础上,作出科学的创新.埃拉托色尼在地理学方面的杰出贡献,集中地反映在他的两部代表著作中,即《地球大小的修正》和《地理学概论》二书.前者论述了地球的形状,并以地球圆周计算为著名.他创立了精确测算地球圆周的科学方法,其精确程度令人为之惊叹;后者是有人居住世界部分的地图及其描述.在该书中,他系统地提出了采用经纬网格编绘世界地国的方法,全面地改绘了爱奥尼亚地图.他以精确的测量为依据,将得到的所有天文学和测地学的成果尽量结合起来,因而他所编绘的世界地图不仅在当时具有权威性,而且成为其后一切古代地图的基础.埃拉托色尼的这两部地理著作不幸都失传了,不过通过保存下来的残篇,特别是斯特拉波的引文,后世对它们的内容,以及作者的精辟见解有一定的了解.
丈量地球的周长
关于地球圆周的计算是《地球大小的修正》一书的精华部分.在埃拉托色尼之前,也曾有不少人试图进行测量估算,如攸多克索等.但是,他们大多缺乏理论基础,计算结果很不精确.埃拉托色尼天才地将天文学与测地学结合起来,第一个提出设想在夏至日那天,分别在两地同时观察太阳的位置,并根据地物阴影的长度之差异,加以研究分析,从而总结出计算地球圆周的科学方法.这种方法比自攸多克索以来习惯采用的单纯依靠天文学观测来推算的方法要完善和精确得多,因为单纯天文学方法受仪器精度和天文折射率的影响,往往会产生较大的误差.埃拉托色尼选择同一子午线上的两地西恩纳(Syene,今天的阿斯旺)和亚历山大里亚,在夏至日那天进行太阳位置观察的比较.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.这一现象闻名已久,吸引着许多旅行家前来观赏奇景.它表明太阳在夏至日正好位于天顶.与此同时,他在亚历山大里亚选择一个很高的方尖塔作为日文,并测量了夏至日那天塔的阴影长度,这样他就可以量出直立的方尖塔和太阳光射线之间的角度.获得了这些数据之后,他运用了泰勒斯的数学定律,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l/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.下一步埃拉托色尼借助于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.一旦得到这个结果,地球周长只要乘以50即可,结果为25万希腊里.为了符合传统的圆周为60等分制,埃拉托色尼将这一数值提高到252 000希腊里,以便可被60除尽.埃及的希腊里约为157.5米,可换算为现代的公制,地球圆周长约为39375公里,经埃拉托色尼修订后为39360公里,与地球实际周长引人注目地相近.由此可见,埃拉托色尼巧妙地将天文学与测地学结合起来,精确地测量出地球周长的精确数