天文歷算是古代數(shù)學(xué)的重要部分。在古代中國，數(shù)學(xué)家被稱作“疇人”，其原意就是指世代從事天文歷算的職業(yè)者。中國最古老的數(shù)學(xué)著作《周髀算經(jīng)》，講述了西周時(shí)期（約公元前1000年）的“疇人”，如何運(yùn)用勾股定理和比例方法來進(jìn)行天文計(jì)算的故事。

書中人物“陳子”告訴“榮方”：用長8尺（當(dāng)時(shí)的1尺約合23厘米）的空心竹竿對(duì)準(zhǔn)太陽，則在竿的一端觀察到太陽正好掩住竿（另一端）的中孔，由此得到

太陽到地面觀察點(diǎn)的距離/太陽直徑=竹竿長度/孔徑=80：1。

另外，把8尺長的竹竿豎在周王城中一塊空地上，當(dāng)作“表”（也稱“髀”）；可以觀察到，在每年夏至日正午，表的日影最短，為1尺6寸；并且朝著正南（北）方向，每過1000里，表影就短（長）1寸。于是，在表影長為6尺的那天正午，表正南6萬里處日下無影；運(yùn)用勾股定理和比例方法算出，那時(shí)太陽到地面日下無影處的距離為8萬里，太陽到王城觀測(cè)點(diǎn)的距離為10萬里；進(jìn)一步算出，太陽的直徑為1250里。

 

日高圖

 

現(xiàn)在我們知道，太陽到地球的平均距離是14960萬千米，太陽直徑是139萬千米，所以，日地距離與太陽直徑之比約為107:1。

 

《周髀算經(jīng)》書影

 

3000年前古人的計(jì)算之所以與現(xiàn)代實(shí)際觀測(cè)值相差很大，主要是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為大地是平的，盡管他們運(yùn)用了正確的數(shù)學(xué)原理。不過，他們測(cè)出的日地距離與太陽直徑之比的誤差還不算太大。

 

 

古代中國數(shù)學(xué)家如何計(jì)算太陽直徑和日地距離

圖文簡介

天文歷算是古代數(shù)學(xué)的重要部分。在古代中國，數(shù)學(xué)家被稱作“疇人”，其原意就是指世代從事天文歷算的職業(yè)者。