На сегодняшний день считается, что впервые предположение о шарообразности Земли высказал древнегреческий философ Парменид в 5 веке до н.э. Вслед за ним знаменитый Пифагор (ок. 570–490 до н.э.) продолжил рассуждать о шарообразности Земли. Он опирался на наблюдения простого моряка Скилака Кариандского, который в 515 году до н.э. сделал описание своих плаваний по Средиземноморью.
Первые убедительные доказательства разработал уже Аристотель (384–322 до н.э.). Вот они:
* При лунных затмениях край тени, отбрасываемой Землёй на Луну, всегда является дугой окружности, а единственное тело, способно давать такую тень при любом положении и направлении источника света, есть шар.
* Корабли, удаляясь в море от наблюдателя, не постепенно теряются из виду за счёт далёкого расстояния, а почти мгновенно как бы «тонут», исчезая за линией горизонта (правда тут не всё так просто, см. примечание про атмосферную рефракцию).
* Некоторые звёзды можно увидеть только из определённых частей Земли, а для других наблюдателей они не видны никогда.
Но ещё дальше пошёл Эратосфен (ок. 276–194 до н.э.). В его ведении находилась великая Александрийская библиотека. Там он однажды обнаружил старый папирус, из которого узнал, что на юге, в Сиене, в полдень 21 июня вертикальный шест не отбрасывает тени. Эратосфен догадался поставить опыт в Александрии и проверить, отбрасывает ли вертикальный шест тень в полдень 21 июня. Оказалось, что отбрасывает.
Эратосфен задался вопросом, как получается, что в один и тот же момент в Сиене шест не отбрасывает тени, а в Александрии, которая находится значительно севернее, тень отчетливо видна. Он нашел этому лишь одно возможное объяснение: поверхность Земли искривлена. При этом чем больше кривизна, тем больше должна быть разница в длине теней. Солнце находится так далеко, что его лучи, приходящие на Землю, можно считать параллельными. Шесты, расположенные под разными углами по отношению к солнечным лучам, отбрасывают тени разной длины. Для того чтобы получить наблюдаемое различие между Александрией и Сиеной в длине тени, расстояние между ними по поверхности Земли должно составлять около семи градусов. Иначе говоря, если вы мысленно продолжите шесты до центра Земли, они пересекутся под углом семь градусов. Семь градусов — это примерно одна пятидесятая от трехсот шестидесяти градусов, составляющих полную окружность Земли. Эратосфен знал, что расстояние между Александрией и Сиеной составляло около 800 километров (он нанял человека, который шагами измерил дистанцию). Умножив 800 километров на 50, получим 40 000 километров — такой должна быть полная длина окружности Земли.
Единственными инструментами Эратосфена были шесты, а еще — глаза, ноги и голова. Плюс любовь к эксперименту. И этого оказалось достаточно, чтобы определить длину окружности Земли с погрешностью в несколько процентов. Согласно современным данным, экваториальная окружность Земли составляет около 40 075 км.
