Эратосфен (276-195 до н. э.) был древнегреческим александрийским ученым, уроженцем Кирены, который достиг выдающихся успехов во многих областях, включая философию, математику, астрономию и историю. Однако именно в географии он проявил себя более искусно, поскольку был одним из величайших из всех древних географов. Эратосфен был также известен как Бета-версия : его эрудиция во многих дисциплинах была замечательной, но он часто занимал второе место во всех из них. Похоже, это прозвище было выбрано теми, кому он не нравился, поскольку Эратосфен в конце концов доказал, что он был на шаг впереди своих современников в нескольких важных областях знаний.
Он дружил с Архимедом, и они обменивались идеями, расширяя знания друг друга. На самом деле, одна из сохранившихся работ Архимеда, Метод , объяснил Эратосфену, как механические эксперименты могут помочь пониманию геометрии, и эта работа также помогла стимулировать экспериментальные методы в Эратосфене. Мы также можем видеть здесь разницу в подходе между древней и современной наукой. Древняя наука использовала эксперименты, чтобы помочь теоретическому пониманию, в то время как современная наука использует теорию для достижения практических результатов.
Исторический контекст
Примерно во времена Эратосфена греческие города Египта и Востока процветали как в материальном, так и в культурном плане, и большинство из них находились на пике своего расцвета. Греческий язык прочно утвердился в качестве общего языка, как и культурное единство на большей части Средиземноморья, особенно в восточном Средиземноморье. Каждый образованный человек был знаком с греческим языком, и он широко использовался в качестве средства в дипломатии, литературе и науке, поэтому книга, написанная на греческом языке, могла быть понятна не только носителям греческого языка, но и практически каждому образованному негреку в Египте и даже на Ближнем Востоке.
В результате очень большой грекоязычной аудитории тысячи писателей написали сотни тысяч книг, и их число резко возросло. Поэтому библиотеки, существовавшие в прошлом в Египте и Месопотамии главным образом как роскошь, вскоре стали необходимостью. Птолемей I, около 290 года до н. э., основал Музей и, как часть Музея, знаменитую Александрийскую библиотеку, которая в конечном итоге затмила Музей по значимости и интересу, превратившись в крупный научный и исследовательский центр.
Книги считались настолько важными, что Птолемей III приказал, чтобы каждая книга, привезенная в Александрию, была сдана на хранение в Библиотеку, владелец книги должен был получить ее копию, в то время как Библиотека хранила оригинал. Правительственные чиновники осматривали каждое судно, прибывавшее в Александрию в поисках книг. Он также позаимствовал у Афин много важных рукописей и дал афинянам большой залог за их возвращение. В конце концов он отправил копии обратно в Афины, в библиотеке сохранились оригиналы, и он сказал афинянам, что они могут оставить деньги себе в качестве штрафа. Это стремление к старым книгам стало настолько сильным, что искусство окрашивать и портить новые рукописи, чтобы продавать их как предметы старины коллекционерам первых изданий, оказалось рискованным, но очень прибыльным занятием.
Труды Эратосфена
Его многочисленные работы включали различные темы. Хронография стремился точно определить даты важнейших событий в истории Средиземноморья. В этой работе он вычислил дату осады Трои в 1184 году до н. э. на основе традиционных хронологий географа-историка Геката. В Географика он собрал множество отчетов от разных путешественников и исследователей, чтобы описать физические особенности каждого региона, а также объяснил их действием природных явлений, таких как вода, огонь, землетрясения и извержения вулканов. Эта работа включала рассказы некоторых наиболее выдающихся исследователей Древней Греции, в том числе Пифея Массальского, который плавал вокруг Шотландии в Норвегию и, возможно, за полярным кругом около 320 года до нашей эры. Но это было его эссе под названием Об измерении Земли который бросил вызов его Бета-версия прозвище и четко доказанный Эратосфен был номером один в объединении теории с экспериментами, чтобы получить наиболее точные результаты, возможные в то время.
Измерение Земли
К сорока годам разносторонние знания Эратосфена были настолько высоко оценены, что Птолемей III предложил ему должность директора Александрийской библиотеки, одну из самых важных должностей, которая включала обязанность обучать наследного принца. Вероятно, именно здесь он прочитал, что в Сиене (современный Асуан, Египет), городе, расположенном к югу от Александрии, во время летнего солнцестояния (21 июня) произошло нечто любопытное: тени всех объектов становились короче по мере приближения полудня, и, наконец, в полдень колонны храма не отбрасывали тени, и солнце светило прямо над головой. В глубокие колодцы, которые в любое другое время года оставались бы в тени, солнце светило бы прямо в них. Он заметил, что в Александрии в тот же самый момент предметы явно отбрасывали тень. Этот отчет, несомненно, читали многие другие, но, похоже, никто не придавал ему особого значения. Эратосфен, как бы невероятно это ни звучало, увидел в этом отчете возможность рассчитать окружность Земли. Ему пришло в голову, что он мог бы сделать это, измерив длину тени солнца в Александрии в то время, когда в Сиене не было тени. 21 июня в полдень он измерил тень обелиска в Александрии и с помощью простой геометрии вычислил, что солнце находилось на высоте 7°14″ над головой.
Именно потому, что поверхность Земли изогнута, в то же время в Сиене не было бы тени, а в Александрии была бы четкая тень. Более того, чем больше кривизна, тем больше разница в длине теней. Солнце находится так далеко от нас, что его лучи параллельны, когда достигают Земли: объекты, расположенные под разными углами к солнечным лучам, отбрасывали бы тени разной длины. Эратосфен, основываясь на наблюдаемых различиях в длинах теней, пришел к выводу, что расстояние между Александрией и Сиеной должно было составлять 7°14″ по поверхности Земли. Другими словами, если бы мы представили себе один обелиск в Александрии и другой обелиск в Сиене, простирающиеся до самого центра Земли, они пересеклись бы там под углом 7°14″. Поскольку полный круг имеет 360°, 7°14″ составляет примерно одну пятидесятую от общей окружности. Таким образом, общая окружность Земли была в пятьдесят раз больше расстояния от Александрии до Сиены.
Следующим шагом было выяснить расстояние между Александрией и Сиеной. Существуют разные версии того, как Эратосфен достиг этой цели. Некоторые говорят, что в отчетах путешественников указывалось, что верблюдам требовалось 50 дней, чтобы покрыть путешествие из Александрии в Сиену, и что верблюд путешествовал 100 стадионы день. Другие говорят, что Эратосфен нанял человека, чтобы тот отправился из Александрии в Сиену, считая шаги, необходимые для завершения путешествия. Что мы знаем наверняка, так это то, что он оценил расстояние в 5,000 стадионы .Мы точно не знаем о преобразовании стадионы в современные меры, но общее мнение таково, что 5,000 стадионы это будет около 800 километров. Поэтому Эратосфен подсчитал, что общая окружность Земли составляет 40 000 километров (250,000 стадионы ).
Расчеты Эратосфена были немного неточны, но точность его расчета окружности Земли не сравнялась бы до наших дней. Его метод был верен с теоретической точки зрения, его измерения углов были очень точными, но именно его измерению расстояния не хватало точности. Если бы у него была точная цифра расстояния между Александрией и Сиеной, его вывод был бы почти таким же, как наши современные оценки.
Составление карты Земли
Эратосфен также разработал методику составления карт земной поверхности. Он разделил известный ему мир на Северную и Южную части, используя линию восток – запад, параллельную экватору, проходящую через остров Родос и разделяющую Средиземное море пополам. Он добавил вторую линию север – юг под прямым углом, проходящую через Александрию. Эратосфен нарисовал на своей карте дополнительные линии восток – запад и север – юг, но вместо того, чтобы добавлять эти линии через равные промежутки времени, он провел их через известные места: Мероэ (столица древних эфиопских царей), Геркулесовы столпы, Сицилию, реку Евфрат, устье реки Инд и оконечность Индийского полуострова.
В результате получилась нерегулярная сеть, которая служила человеческому удобству. Для целей указания направлений более полезной была бы обычная сеть, несомненно, Эратосфен знал об этом. Но, к сожалению, в его время места определялись по сообщениям путешественников и устным преданиям, и этого было недостаточно, чтобы определить достаточно точные ориентиры для построения регулярной сети. Именно Гиппарх Никейский позже сделал следующий шаг и разработал аккуратную регулярную сетку, которая позволила бы найти любое место, следуя простому набору координат. Тем не менее, Эратосфен, безусловно, доказал в своей работе, что теория, наблюдение и экспериментирование являются мощным и успешным сочетанием в стремлении к знаниям.
https://www.worldhistory.org/Eratosthenes/