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現(xiàn)在讓你計算太陽的直徑或者太陽距離地球的長度,你可以實現(xiàn)嗎?也許你通過現(xiàn)代設(shè)備可以得出答案,但是如果讓你回到古代,你有辦法可以計算出來嗎?

來看看聰明的古人是怎么算出來的吧!

古代中國數(shù)學(xué)家如何計算太陽直徑、日地距離?

天文歷算是古代數(shù)學(xué)的重要部分。在古代中國,數(shù)學(xué)家被稱作“疇人”,其原意就是指世代從事天文歷算的職業(yè)者。

中國最古老的數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》,講述了西周時期(約公元前1000年)的“疇人”,如何運用勾股定理和比例方法來進(jìn)行天文計算的故事。

書中人物“陳子”告訴“榮方”:用長8尺(當(dāng)時的1尺約合23厘米)的空心竹竿對準(zhǔn)太陽,則在竿的一端觀察到太陽正好掩住竿(另一端)的中孔,由此得到太陽到地面觀察點的距離/太陽直徑=竹竿長度/孔徑=80:1。

另外,把8尺長的竹竿豎在周王城中一塊空地上,當(dāng)作“表”(也稱“髀”);可以觀察到,在每年夏至日正午,表的日影最短,為1尺6寸;并且朝著正南(北)方向,每過1000里,表影就短(長)1寸。

于是,在表影長為6尺的那天正午,表正南6萬里處日下無影;運用勾股定理和比例方法算出,那時太陽到地面日下無影處的距離為8萬里,太陽到王城觀測點的距離為10萬里。

進(jìn)一步算出,太陽的直徑為1250里。

古代中國數(shù)學(xué)家如何計算太陽直徑、日地距離?

日高圖

現(xiàn)在我們知道,太陽到地球的平均距離是14960萬千米,太陽直徑是139萬千米,所以,日地距離與太陽直徑之比約為107:1。

古代中國數(shù)學(xué)家如何計算太陽直徑、日地距離?

《周髀算經(jīng)》書影

3000年前古人的計算之所以與現(xiàn)代實際觀測值相差很大,主要是因為他們認(rèn)為大地是平的,盡管他們運用了正確的數(shù)學(xué)原理。

不過,他們測出的日地距離與太陽直徑之比的誤差還不算太大。

責(zé)任編輯:海凡

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