里希爾與地球扁率

世界上時常有些怪事發(fā)生，比如：在電與磁的關(guān)系被弄清之前，人們發(fā)現(xiàn)一陣?yán)讚糁螅摰侗淮呕耍辉诶纂娭i被揭開之前，雷能打死人，能毀樹燒屋等等。其實，怪事不怪!俗話說，“事出有因”。只要我們弄清了怪事的原因，便會覺得不僅一點不怪，而且本該如此。法國天文學(xué)家里希爾也曾碰到過一件怪事。

那是1672年，里希爾受命到南美洲圭亞那的卡宴島去，目的是想觀察火星沖日。到赤道附近的卡宴島后，他發(fā)現(xiàn)鐘不準(zhǔn)了，第24小時竟慢了2分30秒!要知道，里希爾帶去的是極精確的天文擺鐘，即使有點誤差，也絕對不可能慢這么多。里希爾覺得好生奇怪。他認(rèn)為是自己帶的鐘出了毛病，就問到這兒來的其他人，他們都說鐘變慢了。這更使里希爾覺得奇怪，并在心里暗暗打定主意，一定要弄清原因。但眼下迫切需要解決的問題是要把鐘調(diào)準(zhǔn)。里希爾把鐘擺縮短了約3厘米，鐘就變準(zhǔn)了(因為擺鐘的快慢取決于鐘擺的長度，所以，只要調(diào)節(jié)一下鐘擺的長度就可以了；擺長則慢，擺短則快，兩者成反比例關(guān)系)。以后擺鐘一直很準(zhǔn)，里希爾也就沒去深究此事了，因為他還忙著別的事哩。

不久，里希爾回到了巴黎。這時，怪事又出現(xiàn)了：帶回來的鐘又不準(zhǔn)了，每24小時卻快2分30秒。里希爾再也不大驚小怪了，因為已有經(jīng)驗了。他將鐘擺放長到原位，即放長約3厘米，鐘就準(zhǔn)了。這一次，里希爾決定仔細(xì)研究一番，弄個水落石出，看究竟是誰在從中搗鬼。

想啊想，算啊算，連里希爾自己也覺得不可思議，竟得出一個嚇人的結(jié)論：造成擺鐘不準(zhǔn)的原因是，地球并不是圓球啊!莫非又回到了“天圓地方”的結(jié)論上去了嗎?不!地球肯定不是方的，但也不是圓球體；說得準(zhǔn)確一點，不是正球體，而是一個“扁球體”。

里希爾是怎么得出這一結(jié)論的呢?原來他是根據(jù)牛頓力學(xué)推算出地球的形狀是一個扁橢球體的。其扁度稱為扁率。推算的結(jié)果，地球的扁率為1：230(現(xiàn)在精確計算的扁率為1：298．257)。

里希爾的結(jié)論剛剛傳出，便遭到卡西尼家族的堅決反對，因為里希爾的結(jié)論與卡西尼家族的觀點恰恰相反。他們經(jīng)過幾代人對地球進(jìn)行測量后，也認(rèn)為地球不是正球體，而是長橢球體，就像雞蛋豎著那樣。當(dāng)時，卡西尼家族在法國天文學(xué)界據(jù)統(tǒng)治地位，祖孫四代曾相繼擔(dān)任巴黎天文臺臺長，誰敢與他們作對?就因為里希爾公布了與他相反的結(jié)論，馬上被他們攆出了法國科學(xué)院。

卡西尼家族說地球像豎立的雞蛋，里希爾卻說像橫放的雞蛋。有人維護(hù)前者，有人支持后者，誰是誰非，無人裁決，“官司”打到法國國王路易十五那兒。國王令巴黎科學(xué)院派出兩支遠(yuǎn)征隊出去實地測量，讓事實和數(shù)字來說話。兩隊分別向南、北，往秘魯?shù)倪h(yuǎn)征隊1735年出發(fā)，往拉普蘭的遠(yuǎn)征隊1736年出發(fā)。經(jīng)過9年的辛勤工作，終于測出結(jié)果：拉普蘭隊測的經(jīng)線1度弧長為111900米，秘魯隊測的長為110600米。數(shù)字向人們證明：地球真是個扁橢球體，即像橫放的雞蛋。測量隊員克雷勒依據(jù)測出的數(shù)據(jù)，推算出地球的扁率為1：297.2，證明里希爾的結(jié)論完全正確，盡管計算數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)。

卡西尼家族不甘敗北，也組織測量，耗時長達(dá)10年，根據(jù)測得的數(shù)字計算，地球的扁率為1：330。他們服輸了，對小人物里希爾也不得不刮目相看了。