本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
科學證明地球形狀的簡單方法：
跳進太空飛船——飛向高空——拍下一張真實而科學的照片，即算完成。
阿波羅8號為我們提供了這一方法。
圖解：阿波羅8號拍攝的地出。圖源：NASA
圖解：地球。圖源：NASA
科學證明地球形狀的複雜方法：
假設有一個瘋狂的人，他不相信NASA（或任何其他太空機構或私人企業）可以發射太空飛行器並拍照（嘆氣ε=(ο｀*)))），並且不相信任何複雜的設備（例如用來閱讀本文的計算機，網際網路等等）...這樣，我們就需要一種真正粗略的方法去證明。
圖解：水星計劃 Freedom 7 飛船發射的場景 。圖源：NASA
首先，我們要使用阿利斯塔克（Aristarchus）（約公元前300年人）的方法，根據地月距離來計算日地之間的近似距離。
如果我們使用相當粗糙的設備進行此操作，我們會發現日地距離至少比地月距離遠18至20倍（實際上比這還要遠得多，但就我們的目的而言，這已經足夠）。
假設在距離月球1000英裡或更遠的地方觀察，我們會發現無法從任意一個角度上回望到月球的背面。因此，月球離我們的距離一定比我們觀察它的距離還遙遠。
上述結果讓我們認識到，太陽距我們的距離更加遙遠。在沒有設備的情況下我們可以通過簡單實驗確定日地距離至少是100000英裡（實際上是9300萬英裡，但沒關係，只要它很大就行）。
如果日地距離足夠遠，那麼便可以使用埃拉託色尼（Eratosthenes）（約公元前250年人）的方法來近似計算地球的周長。知道日地間距的確切數字可以為我們提供更準確的答案，但上述的數字提供的結果已經非常精確了。
換句話說，在埃拉託色尼實驗的幫助下，日地距離不超過4000英裡時，地球才有可能是平的。但最終阿利斯塔克的方法證明，日地距離一定比4000英裡長得多。
以上兩個方法都不需要複雜的設備——只需棍子和一些測量角度的方法，以及探索真相的意願。
結果很明確——地球是圓的——半徑約4000英裡。
對於形狀的解釋：
現在我們已經知道，地球近似為一個球體，剩下的問題就是，為什麼。
球形是最緊湊的形狀——所以，雨滴，肥皂泡，行星都是這個形狀。
每當有向內的力（對於星體而言是重力）時，任何足夠大的物體都會將自己變成一個近似的球體。
我們可以觀察到，各種其他的行星，衛星和恆星，所有直徑超過幾百英裡的星體都是球形的。通過埃拉託色尼的方法，我們可以認識到，地球、月球、太陽都比這大得多，並且，通過現代天文望遠鏡，我們可以看到水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星都呈漂亮的球形，較大的衛星和矮行星（如：冥王星）也是如此。
圖解：太陽。圖源：NASA
圖解：月球。圖源：NASA
圖解：水星。圖源：NASA
圖解：金星。圖源：NASA
圖解：天王星。圖源：NASA
但一定要考慮到，地球在自轉的情況下，離心力將導致赤道周圍有點凸起，兩極變平。
但儘管如此，地球還是像正規比賽球池中的球一樣呈完美的形狀。
有什麼方法可以科學地解釋和證明地球的形狀？
在現代世界中，最簡單的方法就是通過簡單的觀察來證明地球的形狀。
但是，早在公元前240年，埃拉託色尼就算出了地球的大致周長。
「埃拉託色尼從旅行者口中聽說了塞尼城（現在的埃及亞斯文）中一口井的有趣之處：每年的夏至（6月21日左右）正午太陽都能照亮該井的整個底部，不留絲毫陰影。然後，埃拉託色尼在夏至正午測量了用棍子投射出的陰影的角度，發現形成的角度約為7.2度，是整個圓周角的1/50。
他意識到，如果他知道亞歷山大到塞尼城的距離，他便可以輕鬆計算出地球的周長。但在當時想要精確測出兩地之間的距離是十分困難的，當時城市之間的距離都由駱駝商隊行進的時間判斷，但駱駝會有徘徊的時間，並且行進速度並不恆定，所以埃拉託色尼聘請了受過訓練從而以等長步伐行走的計步師和專業的測量員，他們發現塞尼城距亞歷山大有約5000個體育場的距離。
最後埃拉託色尼綜合實驗結果，計算出地球的周長約為250000個體育場長。現代學者對埃拉託色尼使用的體育場的長度持不同意見，建議的值在500至600英尺之間，這使得埃拉託色尼的計算結果介於24000英裡至29000英裡之間。現在已知地球在赤道一圈周長約24900英裡，兩極處周長稍小。」
至於地球呈近似的球形，是重力在各個角度均衡作用的緣故。
作者: quora
FY: 灰莓
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