1 地球和它的邻居
离开分子、原子和原子核组成的微观世界，我们回到了正常尺寸的世界里；不过现在，我们又将踏上新的旅程，但这次的方向正好相反——我们将奔向太阳、恒星、遥远的星际云团和宇宙的边界。和微观世界的奇妙旅程一样，在科学的带领下，我们将一步步远离熟悉的日常事物，走向越来越深远的地平线。
在人类文明的早期阶段，我们称之为“宇宙”的范围其实小得令人咋舌。那时候人们相信，大地是一个扁平的大盘子，飘浮在浩渺的世界之海上。大盘子底下是深得超乎想象的海水，上方是无边无际的天穹，而神祇高居于天穹之上。这个盘子大得足以承载当时人们所知的所有土地，即地中海沿岸所有毗邻的土地，包括欧洲、非洲和亚洲的一小部分。大地之盘的最北端是高耸的山峦，每当夜幕降临，太阳就会躲到群山后方，栖息在世界之海的海面上。让我们比较清晰地看到了古人眼中的世界。不过，到了公元前3世纪，有人开始反对这种深入人心的简单世界图景，他就是著名的希腊哲学家（当时的“哲学家”其实就是科学家）亚里士多德。
亚里士多德在他的著作《论天》中提出了一个理论，他认为大地实际上是一个球，球面上一部分是陆地，一部分是海水，球体外包裹着一层空气。亚里士多德举了很多论据来支持自己的观点，这些论据今天的我们早就习以为常，不以为意。比如说，亚里士多德指出，船舶消失在视线尽头的时候，我们总是先看到船身消失，水面上只剩下桅杆，这证明海面其实是弯曲的，而不是平的。他还提出，月食的成因一定是地球的影子遮住了月面，由于影子的边缘是圆的，所以地球本身也一定是圆的。但当时没几个人相信他的说法。人们就是无法理解，如果亚里士多德说的是真的，那么生活在这个球体下方（所谓的“对跖点”[115]，美国的对跖点位于澳大利亚）的人难道能够头下脚上地行走，而且不会掉下去？同样地，地球背面的水为什么不会流向天空（图105）？
你看，那时候的人们完全没意识到，物体之所以会坠落，是因为它受到了地球的引力。对他们来说，“上”和“下”都是空间中的绝对方向，无论你走到哪里，这两个方向总是保持不变。如果你跑到地球背面，那么“上”就变成了“下”，“下”却成了“上”，对他们来说，这样的想法简直就是疯了，就像今天的很多人认为爱因斯坦的相对论疯了一样。现在的我们知道，天上的物体掉下来是因为地球引力的作用，但古人却觉得所有事物都有向下运动的“天然趋势”；所以要是你跑到地球背面，那你肯定会坠向蓝天！反对的声浪如此强烈，新理念举步维艰，直到15世纪，亚里士多德的时代已经过去了近两千年，你仍能在很多书籍里找到人们头下脚上站在地球“下方”的滑稽插图，大众借此嘲弄“球形地球”的观点。伟大的哥伦布出发去寻找通往印度的“另一条路”时，恐怕他对自己的计划也没有太大的把握；事实上，他的确没能完成目标，因为他走到一半就发现了美洲大陆。直到斐迪南·德·麦哲伦（FernandodeMagalhes）完成了著名的环球之旅以后，对圆形地球理论的质疑才算彻底消失。
第一次意识到脚下的大地可能是一个大球以后，人们自然会问，这个球到底有多大？我们已知的世界占据了球面上的多少面积？可是，古希腊哲学家自然没有能力环游地球，在这种情况下，他们该如何测量地球的尺寸？
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