牛顿和法国测量队的功劳

资本主义的兴起,向中世纪的反动教会猛烈地开火。商业的发展,推动了航海事业的兴旺和科学事业的繁荣。哥伦布为了实现 1000 多年前辛尼加的预言,勇敢地沿大西洋进发,意外地发现了美洲新大陆。麦哲伦和他的同事们,英勇果敢,前赴后继,终于完成了人类历史上第一次环球航行,最后从事实上证明大地是球形的。

那么,地球的形状究竟是不是一个正圆球体形呢?由于航海事业需要精确地判别方向,对地球形状的探索就日感迫切。1668 年,牛顿发现了万有引力定律,他以极其丰富的想象力,认为行星由于其自身的旋转,应当在两极扁平而赤道突出。这一天才的预言,为判断地球更精确的形状提供了理论根据。

1672 年,法国科学院派李希尔到达赤道附近去观测火星冲日。当时他随身带了一只很准确的摆钟,到达开罗之后,他发觉摆钟每天总是慢两分钟, 他不得不缩短摆长,来校正摆钟的快慢。当李希尔回到巴黎后,摆钟又变得快起来,必须重新放长摆的长度,这是什么缘故呢?

牛顿受到李希尔摆钟的启示,他由此思考到,摆钟变慢的原因是重力加速度变小的缘故,一则是由于赤道附近的离心加速度大;二则是由于赤道部分凸出而造成引力变小。因此,牛顿认为,地球不是正圆球体,而是一个扁

椭圆球体,长半轴a与短半轴b之差同地球的长半轴a之比( a − b ),即为

a

扁率,牛顿推算的地球扁率应为 1∶230。

但是,当时法国天文台台长为世代袭任的卡西尼家族所把持。他们祖孙四代,一贯坚持地球的极轴长于赤道外直径像一支竖立的鸡蛋。和牛顿力学

原理唱对台戏。恩格斯在《自然辩证法》一书中还为此写了一个札记。1718 年卡亚尼的儿子雅克公布了他去法国境内测量子午线一度弧长的

结果,企图证明地球的形状是尖长的。但是牛顿以及一些科学家如波达、拉格朗日、拉普拉斯,达兰贝尔等,认为测点距离太短不足以说明问题,因此仍然坚持自己的意见。双方各执己见,争论不休。究竟谁是谁非呢?到就要看谁的论据经得起实践的检验。

1837 年,法国科学院为了解决地球形状的争论问题,派出了两个远征测量队,一个去南美秘鲁,一个去北欧极地拉卜兰德。经过九年的实测,测量结果是拉卜兰德地区的子午圈弧度比秘鲁约长 1.5 公里,事实证明牛顿力学的推算是正确的。测量队员克雷勒忠于科学,实事求是,公布了测量成果, 并计算出地球扁率为 1∶297.2。这么一来,迫使卡西尼的第四代重孙多米尼科不得不再度进行十年的复测,在事实面前推翻了祖先的成见。从此以后, 再也没有人怀疑地球是一个扁椭圆球体了。

今天,由于人造卫星、航天飞船、遥感技术的发展,人们对地球的形状和大小的认识也达到了更加精细的程度。大地考察卫星所拍摄的准确照片, 纠正了以往地图上的微小差错。特殊的监控设备,甚至连山脉的微小起伏, 地球板块的缓缓蠕动,也能察觉得一清二楚了。