歷史探密/古代中國數學家 如何計算太陽直徑、日地距離

  • 古老數學家運用畢氏定理,和比例方法來進行天文計算。

    古老數學家運用畢氏定理,和比例方法來進行天文計算。

大陸新聞中心/綜合報導

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

根據驅動網報導,來看看聰明的古人是怎麼算出來的吧!

天文歷算是古代數學的重要部分。在古代中國,數學家被稱作『疇人』,其原意就是指世代從事天文歷算的職業者。

中國最古老的數學著作《周髀算經》,講述了西周時期(約西元前1000年)的『疇人』,如何運用畢氏定理和比例方法,來進行天文計算的故事。

書中人物『陳子』告訴『榮方』:用長8尺(當時的1尺約合23厘米)的空心竹竿對準太陽,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;並且朝著正南(北)方向,每過1000里,表影就短(長)1寸。

於是,在表影長為6尺的那天正午,表正南6萬里處日下無影;運用畢氏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。

進一步算出,太陽的直徑為1250里。

古代中國數學家如何計算太陽直徑、日地距離?
日高圖。

現在我們知道,太陽到地球的平均距離是14960萬千公尺,太陽直徑是139萬千公尺,所以,日地距離與太陽直徑之比約為107:1。

3000年前古人的計算,之所以與現代實際觀測值相差很大,主要是因為他們認為大地是平的,儘管他們運用了正確的數學原理。

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。

古代中國數學家如何計算太陽直徑、日地距離?
《周髀算經》書影。

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