历史上第一个做此种尝试的是希腊天文学家埃拉托斯特尼(Eratosthenes,公元前280~前190年),他的试验比较复杂。埃拉托斯特尼认为,在赛伊尼(Syene),即位于今天的亚历山大以南的阿斯旺(Assuan),在夏至日的正午,太阳差不多经过天顶:他知道窄窄的井底被照亮。而在亚历山大,情况就不一样了,影子不可能消失,即太阳总是斜射的。他观察了日晷指针(或一根竿子)的影子,而且他还知道太阳射到地球上的光线是平行的,通过计算影子和指针的长度关系,他得出结论:正午时分,在亚历山大,太阳光会与地面的垂直线有一个7.2°的夹角,相当于地球圆周角的1/50。
因为这个角度与赛伊尼和亚历山大之间的经线弧度相等,于是只需确定这段距离的长度,再乘以50即可。然而在当时,测量这两地之间的距离也非易事。
根据一个驼队走完这段距离平均所花的时间,埃拉托斯特尼得出这段弧长为5000斯塔迪亚(1斯塔迪亚约为178米),那么经圈的周长为5000×50=250000斯塔迪亚,得出半径长为7080公里,大约多出10%。不过,能根据骆驼的脚程计算出这样一个数来已经不错了。
在地球上找两个相距较远的地方(比如相距几百公里),在同一时刻测量太阳光与地面的夹角,假设太阳光是平行光,就可以推算出地球上两地间的圆心角。两地距离除以圆心角(弧度)就是地球半径。
为了简便计算,一般在某处太阳直射大地时进行测量,那么圆心角就是另一处太阳光与地面夹角的余角,古希腊人就这样测出地球半径
古希腊人是怎么测量地球的