Розвиток уявлень про форму та розміри Землі
Справжні відомості про Землю та її формі з'явилися у людей не відразу, не в один час і не в одному місці. Однак, з'ясувати, де саме, у якого народу і коли вперше зародилися географічні уявлення вже практично неможливо. Дуже мало збереглося про це достовірних документів і матеріальних пам'яток.
Одна з найдавніших культурних країн на Землі - Китай. За кілька тисяч років до н.е. древні китайці володіли писемністю, вміли зображувати місцевість на картах і становили географічні описи. У Стародавньому Китаї існувало уявлення, згідно з яким Земля має форму плоского прямокутника, над яким на стовпах підтримується кругле опукле небо. Розлючений дракон нібито зігнув центральний стовп, внаслідок чого Земля нахилилася на схід. Тому всі річки в Китаї течуть на схід. Небо ж нахилилося на захід, тому всі небесні світила рухаються зі сходу на захід.
У не менш давньої індійської культури Земля представляється у вигляді площини, що лежить на спинах слонів. До нашого часу дійшли письмові документи з древньої Вавилонії. Вони мають давність близько 6000 років і успадковані вавилонянами від ще більш стародавніх народів. Вавилоняни представляли Землю у вигляді гори, на західному схилі якої знаходиться Вавилон. Вони помітили, що на південь від Вавилона розташовується море, а на сході - гори, через які вавилоняни не наважувалися переходити. Тому їм здавалося, що їх країна перебуває на схилі "світової гори». Гора ця кругла і оточена морем, а на море, як перекинута чаша, спирається тверде небо - небесний світ. На небі, як і на Землі, є суша, вода і повітря. Небесна суша - це пояс сузір'їв Зодіаку, як гребля, що простягнулася серед небесного моря. З цього поясу суші рухаються Сонце, Місяць і п'ять планет. Під Землею знаходиться безодня - пекло, куди спускаються душі померлих; вночі Сонце проходить через це підземелля від західного краю Землі до східного, щоб вранці знову почати свій денний шлях по небу.
Народи, які жили в Палестині, уявляли собі Землю інакше, ніж вавілоняни. Стародавні євреї жили на рівнині і Землю представляли у вигляді рівнини, на якій подекуди височать гори. Особливе місце в світобудові євреї відводили вітрам, які приносять з собою то дощ, то посуху. Житло вітрів, на їхню думку, знаходиться в нижньому поясі неба і відокремлює собою Землю від небесних вод: снігу, дощу і граду. Під Землею знаходяться води, від яких догори йдуть канали, що живлять моря і річки. Подання про форму всієї Землі у них, мабуть, було відсутнє.
Єгиптяни, фінікійці і стародавні греки були хорошими мореплавцями: навіть на невеликих кораблях вони сміливо пускалися в далекі плавання і відкривали нові землі. Спостереження мореплавців за появою з-за обрію кораблів вперше послужило основою для припущення, що Земля має вигнуту форму, так як корабель показується з-за обрію поступово, як ніби випливає з-за вигину океанічної поверхні.
Дуже багатьом географія зобов'язана еллінам або древнім грекам. Найдавніші відомі нам уявлення греків про Землю зустрічаються в поемах Гомера - «Одіссеї» і «Іліаді» (XII-VIII ст. До н.е.). З цих описів видно, що греки уявляли собі Землю у вигляді злегка опуклого диска, що нагадує щит воїна. Сушу з усіх боків оточує річка Океан. Над Землею знаходиться мідний небосхил, по якому рухається Сонце, піднімаючись щодня з вод Океану на сході і поринаючи в них на заході. Над дископодібної Землею з річкою-Океаном перекинувся подібно величезній чаші, нерухомий небесне склепіння. Його радіус представлявся рівним радіусу Землі. На заході звід спирався на колони, які підтримував титан Атлант.
Перші систематизовані географічні наукові знання були пов'язані з епохою формування рабовласницького ладу. Особливо високого рівня давньогрецьке суспільство досягло в VII-VI ст. до н.е. в Милете, Фокее, Ефесі, Приене, Самосе і ін. Тут сильно розвивалося мореплавство, і все берега Середземного моря були усіяні ионийскими колоніями.
Серед всіх іонійських міст особливо виділявся в економічному, політичному і культурному відношенні Мілет, розташований на березі Латмійского затоки недалеко від гирла річки Меандр. Тут в VII ст. до н.е. виникла так звана ионийская або милетская натурфілософські школа, що дала перших античних мислителів - Фалеса, Анаксимандра і Анаксимена. Вони створили перші природничо-наукові космогонії. Невіддільною частиною цих космогонії були і фізико-географічні концепції - про форму і розміри Землі, її стан у Всесвіті, характер поверхні, процеси, що протікають на суші, в океані і в повітряній оболонці. Відомо, що Фалес вважав Землю плаваючою на воді, подібно до шматка дерева. Але про те, яку форму мала ця Фалесова плаваюча на поверхні океану Земля, ми не маємо точних відомостей. Ми також не знаємо, чим обмежена у стародавнього мислителя вода, що служить її опорою. По всій видимості, Океан він вважав безмежною, нічим не обмеженої площиною. Плаваючу же Землю, подібно Гомеру і Гесіодом, Фалес бачив вигнутим диском. На думку Анаксимандра, Земля мала форму відрізка круглої колони, висотою в три рази менше, ніж її діаметр. На одній площині живуть люди, і Земля знаходиться в центрі нашого «світу». Ця здогадка Анаксимандра стала, по суті, основою для панувала багато століть геоцентрической моделі. Відкриття похилого по відношенню до горизонту руху небесних тіл призводить до перегляду картини світу, починаються пошуки пояснення цього явища. Так Анаксимен вважає, що нахил - всього лише удавана ілюзія, в той час, коли родоначальники атомізму Анаксагор і Левкипп в V ст. до н.е. висловлюють думку про нахил площини Землі. На їхню думку, спочатку небесні тіла рухалися навколо Землі паралельно площині її диска, але після того, як «Земля нахилилася на південь», все світила стали «заходити під Землю і сходити над Землею».
Причину цього вони бачили по-різному, проте, обидва були спільні в тому, що в результаті нахилу Землі виникають «населені» і «безлюдні» області в залежності від близькості до Сонця. Ця гіпотеза була першоосновою теорії теплових поясів і природних зон Землі. Також Анаксагор був першим мислителем, який став шукати причину зимового і літнього сонцестояння, вважаючи, що Сонце рухається по спіралі і жене перед собою повітря, який стає все щільніше і у «тропіків» змушує його повертати назад.
Філософ Архелай, учень Анаксагора зауважив, що «схід і захід сонця буває не одночасно у всіх частинах Землі, як повинно було б бути, якби Земля була рівною». Пояснення цьому він знайшов в угнутості Землі і вчив тому, що Земля має форму увігнутого диска.
Відкриття кулястої фігури Землі було одним з найвидатніших досягнень античної науки. До сих пір залишається спірним питання про час її виникнення і про мислителя, вперше висунув її. Багато істориків приписують відкриття кулястості Землі філософу Піфагору, інші - Парменід або навіть Фалесу. Куля представлявся їм, як найдосконаліша фігура, яка не має ні початку, ні кінця.
Найбільш точне визначення розмірів земної кулі зробив давньогрецький вчений Ератосфен Кіренський, що жив за 200 років до н.е. Не випадково саме його називають засновником географії. Здійснюючи подорожі з м.Олександрія на південь в Сієну (сучасний Асуан), люди помічали, що там влітку, в той день, коли сонце буває вище всього на небі, в полудень воно висвітлює дно глибоких колодязів, тобто буває якраз над головою - в зеніті. Предмети в цей момент не дають тіні. В Олександрії ж і в цей день сонце опівдні не доходить до зеніту, а предмети дають тінь.
Ератосфен виміряв, на скільки полуденне сонце в Олександрії відхилено від зеніту, і отримав величину, рівну 7 ° 12 ', що становить 1/50 окружності. Це йому вдалося зробити за допомогою приладу, званого скафісом. Скафіс був чашу в формі півкулі. У його центрі прямовисно зміцнювалася голка. Тінь від голки падала на внутрішню поверхню скафіса. Для вимірювання відхилення сонця від зеніту (в градусах) на внутрішній поверхні скафіса проводилися окружності, помічені цифрами. Відстань між Олександрією і Сієною було відомо і становить 5000 стадій. Якщо 1/50 окружності Землі дорівнює 5000 стадій, то вся окружність складе 250 000, що в перекладі одно 39 500 км. Дізнавшись довжину кола Землі, Ератосфен обчислив і її радіус, що склав 6290 км. Так Ератосфен знайшов приблизно вірні розміри Землі, згодом підтверджені вимірами більш точних приладів.
До цього часу Аристотель в своїх працях підводить підсумки досліджень і висновків давньогрецьких філософів, розвиваючи їх ідеї. Він підтримує ідею кулястої Землі, а також ідею населених і безлюдних поясів, припускаючи, що в південній півкулі повинна знаходитися така ж населена ойкумена, а людей, що населяють її, пропонується називати антиподами. Такої ж думки дотримувався раніше Платон.
У 723 р. Н.е. е. під час правління династії Тан китайський астроном І-Синь (683 - 727 рр.) очолив загін з вимірювання довжини освітлюваних Сонцем тіней від предметів і висот Полярної зірки. В результаті він отримав, що протяжність одного градуса дуги складає 132,3 км, що вище істинного приблизно на 20%. Однак, вимірювання китайців все-таки значно поступалися по точності вимірів Ератосфена, незважаючи на те, що він проводив їх майже 900 років тому.
Після знищення олександрійської бібліотеки, в смутні роки перших століть нашої ери, всякі наукові роботи перервалися, і нова спроба градусного вимірювання зроблена лише в 827 році арабами, які, досягнувши політичної могутності, в особі своїх каліфів з любов'ю протегували розвитку точних наук. Каліф Альмамум, син Гарун-аль-Рашида, наказав своїм астрономам виміряти дугу меридіана в рівнині Синджар, що лежить на захід від річки Тигра і нинішнього міста Мосула. В обраній вихідної точки, близько 35 ° північної широти, арабські вчені розділилися на дві групи і попрямували одна на північ, інша на південь, проводячи вимірювання арабськими ліктями. Ці виміри тривали до тих пір, поки кожна група не пройшла по меридіану 1 °, що визначалося наявні тоді кутомірними інструментами по висотах зірок. Одна група отримала для градуси меридіана величину 56, а інша 56⅔ милі по 4 000 ліктів. Друге число було визнано точніше першого і прийнято за величину градуса меридіана. Арабська лікоть дорівнює приблизно 49⅓ сантиметрам, так що довжина арабської милі виходить близько 1 973 метрів або 926.3 сажнів. Від перемноження цього числа на 56⅔ виходить довжина одного градуса під широтою 35 °, яка становить 111.088 км, що дуже близько до сучасних визначень.
В середні віки досягнення древніх, китайців і арабів європейцями «відкривалися» заново або довгий час зовсім не визнавалися, як такі, що суперечать догмам християнської церкви. З географічних творів відома «Християнська географія» Козьми Индикоплова VI ст. н.е. отримала широку популярність, завдяки тому, що рішуче відкидала кулястість Землі. Величезне значення мають такі праці, як «Книга» Марко Поло або «Ходіння за три моря» Афанасія Нікітіна, однак, вони мають скоріше описовий або етнографічний характер і тільки розширюють відомості європейців про межі існуючого світу.
Ці ідеї надихають багатьох правителів і мореплавців. Так в самому кінці XV століття - в 1498 році Васко да Гама, натхненний подібними ідеями, обігнув Африку і досяг берегів Індії. А кількома роками раніше - в 1492 році Христофор Колумб досяг берегів Америки. Варто сказати, що метою мореплавця було досягнення Індії, але західним, а не східним шляхом. Тому до самої своєї смерті Колумб був упевнений, що відкрив Вест-Індію. А вже зовсім скоро - всього через 20 років, ще один португальський мореплавець - Фернан Магеллан здійснює першу навколосвітню подорож, остаточно довівши, що Земля має форму кулі. Правда, сам Магеллан з цього важкого подорожі не повернувся, а через два роки плавання з чотирьох кораблів експедиції в порт повернувся тільки один.