一個兩千多年前的古希臘人，怎么能計算出來地球的周長呢？他又是怎么知道地球是圓的呢？愛好天文觀測的很多同學比較糾結這兩個問題。

計算地球周長的方法其實很簡單，假設有一個圓，在上面隨便找兩個點，讓你求這兩個點到圓心的角度。現在這個條件當然是求不出來的，所以我們要找一個輔助線，輔助線在哪呢？

我們做的這一條輔助線，相交于上面這個點的延長線。這條輔助線很關鍵，它平行于下面這條線。現在告訴你，輔助線與圓上一點的延長線的角為七度，這個弧線的長度為5000，讓你計算這個圓的周長，是不是就很簡單了。

5000除以7乘以360，就是這個圓的周長。把這個問題換成地球兩條平行線，換成陽光，那么問題就迎刃而解了。在亞歷山大有一個建筑，阿斯旺想要得到這兩條直線，就必須等到夏至這天，正好太陽是直射阿斯旺的。

怎么知道是直射的呢？因為一年中就那一天，太陽是正正好好，完完全全能照射到井里。那在同一天，埃拉托斯特尼只需要在大中午跑到亞歷山大港口，量一量陽光和建筑物之間的角度，就能得到兩個點在這個圓上的角了。

那再問問別人這兩個點的距離，就能大概算出來地球的周長。還有同學很好奇，公元前255年，2400多年前，他就知道地球是圓的了。對，不光是他知道，比他還早的人就已經知道了。他其實也是在書上看到的。因為埃拉托斯特尼一直在亞歷山大的圖書館工作，沒事就喜歡看書，研究數學、物理、地理。

他就發現前人在書里有寫，地球可能是圓的。證據有兩個：

第一個證據，海上的船帆，古人發現在海上開回來的船都是先看到船帆的，再慢慢看到船的整體。這種現象只有地球是個曲面才說得清。如果地球是個平面，即使離得很遠，看到的船應該也是個整體，只不過會很小罷了，絕對不會只看到船帆。

第二個證據，月食。月食期間很容易就能看出來，地球在月球上形成的陰影是個圓形，不是個方形，也不是個三角形。如果古人能知道地球是在一直轉的話，這個點其實能推出來。地球是個球形。

其實還有一個很勉強的證據，如果地球是個平面，按道理來說，只要視線足夠好，你就能看到無限遠。但是不行，因為地球是個球形，只有你站得非常高，才能看到更遠的地方。

綜合這些古希臘人的經驗，埃拉托斯特尼做了一個大膽的嘗試—結合自己的所見所學，利用現在看來很基礎的數學知識，計算了地球的周長。不過很遺憾，亞歷山大圖書館在公元前48年遭到戰爭破壞，大量數據被燒毀，丟失了很多人類最初的寶貴知識。

地球周長雖然算出來了，但這時候大家都還認為地球是宇宙的中心，所有天體是圍繞地球轉的，太陽每天繞地球轉一圈，月亮、星座、行星好像也都是這個規律，這就是最初的地心說。

地心說直接否認了兩個事實，第一個是地球自己是有自轉的，第二個地球是繞太陽公轉的。現在我們看來，地球自轉和公轉很合理，但當時的人不這么認為，那他們是如何證明地球是中心的呢？

你看太陽是每天東升西落的，天上的星星位置是固定不變的，隨便找一個星座，你在地球上跑到不同的地方觀測，甚至不同的時間觀測，它們的大小、形狀，基本是保持不變的。變的是之后他們的位置，這不就說明這些東西在圍繞地球轉嗎？如果地球繞這些星座轉，這些星座的形狀一定會發生改變。

你自己想想是不是挺有道理，這個道理雖然是很有道理的，但是古人忽略了一點，如果天體離得比較近，那肯定是沒問題的。不同位置，不同時間來觀測，確實能形成視差。但如果這些星星離得特別遠，視差就非常小了。別說用眼睛看，就是現在的天文測距，離得遠的行星都不能用時差法。

即使用我們之前講過的行星時差法，因為太遠了，時差太小。人類現在的機器都沒辦法達到精度，更別說古人了。所以地心說依舊占到了主導地位。因為你沒實驗，沒事實依據去撼動。但當時地心說有個現象解釋不了，就是有的星星時不時會反向走，經常在天空中走S彎。他們稱這些星星為流浪者，星星為什么會走S彎呢？

乍一聽感覺很奇怪，其實很簡單，因為這些星星其實就是太陽系中的行星而已。因為大家都繞太陽轉。有的快，有的慢，自然會形成角度差。但那時候誰能懂這個，不過也有聰明人。托勒密為了解釋這個現象，專門畫了一張圖，他給這些拐S彎的星星，各自畫的小軌道。

其實你把這些行星的小軌道去掉，再把太陽和地球的位置換一下，就完全說通了。但當時還不行，大家還是覺得地球才是中心。后來哥白尼站了出來，力挺日心說。但是沒人出來給他站隊，自己也沒有太好的證據，日心說還是沒辦法跟地心說抗衡。

直到這個人出現，他就是伽利略。之前我們說伽利略發明天文望遠鏡。伽利略在觀察木星的時候發現了衛星，這個發現不得了。竟然有天體圍繞木星轉，這就說明并不是所有天體都繞地球轉，地心說就站不住腳了。

因為現在有實際觀測結果支持了日心說，日心說才逐漸被人們接受。公轉問題解決了，還有個自轉問題怎么證明呢？1851年，法國物理學家萊昂傅科在萬神殿做了個實驗，他用了一根67米的鋼絲，吊著一個大鐵球啟動這個裝置，然后看這個鐵球的運動軌跡。當時還邀請了很多科學家來參觀，眾人看到這個鐵球都很懵，完全不知道他在干嘛，大家就看著這個球在那里蕩來蕩去，然后非常慢的做順時針旋轉。

萊昂傅科自己還有點小得意，就解釋給大家聽。只有地球在繞自己的軸心旋轉，這個現象才會發生。并且這個裝置如果放在北極，這個球轉一圈的時間就是24小時，也就是一天地球自轉一圈。如果放在赤道上，就不會觀察到這種旋轉。來的人都是科學家，這么一解釋之后，大家就明白了，原來地球真的是個球。

這個裝置只有在球上面才會形成這種現象，結果也很明顯，萊昂傅科確實是對的。這個裝置在萬神殿轉一圈的時間是32個小時。現在全世界很多地方都有這種裝置，一方面給大家展示科學的神奇，一方面也想告訴大家知識的重要性。知道地球在自轉和地球周長，就知道地球每小時的自轉速度，自己算算看，這個速度還是非常快的。

所以當時還是有很多人半信半疑。如果地球真的轉那么快，為什么我們感受不到呢？你猜猜最后誰解釋了，這個人就是愛因斯坦的偶像牛頓。

牛頓說，大家之所以感受不到地球自轉，是因為慣性。就像你坐高鐵一樣，高鐵跑到300公里每小時，你依然能在車廂里來回走動。

你之所以感受不到火車在高速運行，是因為恒定慣性直線運動的物體和靜止物體是處于相同狀態的。除非你再施加一個力，讓這二者有加速度或者減速度。

那像地球這種大質量天體具有很大的慣性，如果不是太大的力量改變地球原本的運動速率，大氣和建筑物，人都不會感受到地球高速自轉的影響，所以你就感受不到地球在自轉。