厄拉托西尼(1)〈歷史上第一位測量地球圓周的人〉 江銘輝  五夢網

圖1：厄拉托西尼

一、            厄拉托西尼簡介

厄拉托西尼(Eratosthene)是一位思想家，他博學多聞，後半生大部分時間就在擔任亞歷山大圖書館館長中度過，重要事蹟有：

1. 第一位測量地球圓周的人，所得圓周與今日實際測量地球圓周的誤差不到百分之二。

2.   厄拉托西尼篩（Eratosthenes' sieve），這是一種最直接製作質數表的方法。

3.   第一位使用緯度和經度繪製地圖的人。

4.  用機械製圖工具，解決古希臘三大幾何難題中的“倍立方體”問題。

二、    厄拉托西尼的生平

厄拉托西尼是一位思想家，也是地理學家、數學家、天文學家。他博學多聞，完成多項重大貢獻，卻為同時代的學者所輕視，直到歐洲文藝復興時期，才又開始為人們所稱讚。

約西元前274年，厄拉托西尼生於現在利比亞海岸的塞雷尼（Cyrene）城即現利比亞的夏哈特，該城當時是屬於希臘殖民地。西元前194年，他80歲時失明了，遭受此打擊，一年後，西元前195年，绝食而死在埃及的亞歷山大城。他在出生地塞雷尼，先接受啟蒙教育，再到雅典的柏拉圖學園深造，最後到亞歷山大城，接受著名詩人凱利馬修斯（callimachus）的教誨。在他50歲時，接受埃及國王托勒密三世的邀請，擔任亞歷山大圖書館館長及王子的家庭教師。他後半生就在擔任館長時間渡過。同時由於接觸館內各類圖書，使他成為博學之士，因此他絕對不是當代人所稱的二流貨色。可惜他的出眾才華，不被同時代的學者所賞識。其中一個原因，可能是他的成就分散在很多的領域中，而非專攻一門，以致使人誤認他不務正業。誹謗他的人總是戲謔叫他為「β」（The Beta），β是希臘文字的第二個字母，它總是落在α的後面，也就是表示他是二流角色。也有人輕視他博而不精，稱他為“五項運動員”（Pentathis），就像運動員參加“五項運動”的競賽，雖然每項成績都不差，但就單項而言並不是尖頂的高手。

當然，厄拉托西尼並非只是受人嘲笑或誹謗，也有尊重他的友人，偉大的科學家阿基米德（Archimedes）就是其中的一位。阿基米德經常到亞歷山大城去探視他。他很看重和厄拉托西尼之間的友誼，尊他為至高無上的數學家。經常把自己研究的心得呈獻給他，可說是以知識會友。他甚至將自己創造的問題，寫信告訴厄拉托西尼有關自已的得意發現。

三、    厄拉托西尼的偉大貢獻

(一)    測量地球圓周

(1) 長度單位與地球圓周

古代常以人體的一部分作為長度的單位，例如中國以“十尺為丈，人長八尺，故稱大男人為丈夫”，英國人稱腳（Foot）為1英呎。多少年來世界各國通行種類繁多的長度單位，甚至一個國家或地區在不同時期採用不同的長度單位，極不統一，此對知識傳遞，商品的流通造成許多麻煩。所以隨著科學技術的進步，有識之士莫不大聲疾呼要求長度單位的統一。

1789年法國國會通過決議，責成法國科學院研究長度和質量等單位的統一，於是法國科學院成立一個委員會開始研究，該委員會成員多是科學和數學名家，成員包括有：勒建德（A. M. Legendre：數學家）、拉瓦錫（A. L. Lavoisier：化學家）、拉格朗日（J.L. Lagrange：數學家）、拉普拉斯（P. S. Laplace：數學家）、蒙日（G. Monge：數學家）……等等。

1799年該委員會工作完成，並且接受勒建德等人的建議，採用通過巴黎的地球子午線四分之一的千萬分之一為長度單位，選取古希臘文中“Metron”一詞作為這個單位的名稱，後來演變為“Meter”，中文稱為“米”或“公尺”（圖2）。

圖2：一公尺最早的定義為從赤道經巴黎到北極的一千萬分之一。

從1793年開始，法國天文學家用了五年的時間，測量通過巴黎地球子午線的長度，並根據測量結果製成了鉑質公尺原器保存於巴黎國家檔案局。

法國人開創公尺制後，由於這一制度比較科學，歐洲各國相繼採用。後來又重新作了測量，發現這一公尺原器並不正好等於地球子午線的四千萬分之一，而是短了0.18毫米。人們認為，以後測量技術還會不斷進步，勢必會再發生偏差，與其時常修改倒不如就以這根鉑質公尺原器為基準，從而統一所有的長度單位。