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埃拉托斯特尼的发现

已有 6738 次阅读 2010-10-14 04:20 |个人分类:科研与教学|系统分类:科研笔记

今年的诺贝尔物理学奖引起大家的热议.其中一个大家津津热导的话题就是石墨烯最初制备是用一种非常简单的实验办法获得的。 为了研究石墨的电学性质,海姆和诺沃肖洛夫需要非常薄的石墨薄片,甚至单层碳片。他们最初希望通过打磨石墨晶体来获得这种薄片,但没有成功。之后,一位技术人员向他们演示:如何在被观察到之前,用透明胶带清除残留在隧道扫描显微镜上的石墨。在一个星期五晚上的实验,他们用透明胶带得到了一些石墨薄膜,然后,再用这种胶带反复粘贴、剥离薄膜,薄膜越变越薄,直到只有一层。他们将这些石墨薄膜放在氧化硅基底上,通过显微镜进行观察。石墨烯打开了基础物理和应用物理的一扇大门。它的故事传达出的一个信息是:实验物理学不一定需要复杂的设备,可以简单地做实验。安德烈·海姆说:“有时,用手可以做出非常简单的实验、得出非常简单的发现。”
    我在这里要讲的是另一个故事:埃拉托斯特尼发现地球是圆的并计算出了地球的周长。
每年6月21日太阳垂直照射阿斯旺,而埃拉托斯特尼所在的亚历山大城阳光要偏7.2度。埃拉托斯特尼是亚历山大国家图书馆的馆长,具有很丰富的知识。他敏锐的意识到这个发现的重要性:如果地球是平的,就不可能出现这种情况。实际上,只有地球是圆的才能解释这种现象。
    埃拉托斯特尼决定花钱雇一名合作者,让他测量两个城市之间的距离(约为800公里)。埃拉托斯特尼计算出了地球的周长。他的计算很精确,误差仅为30到400公里,这个发现的精确性令人惊讶,特别是考虑到当时靠的仅仅是一根简单的棍子和一个人徒步测量。

埃拉托斯特尼的发现具有非常重要的意义,要知道中国人一直到很久以后都认为地球是方的(所谓的“天圆地方”)。埃拉托斯特尼的思想还激励着哥伦布去进行环球旅行并发现了美洲新大陆。







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